JP2024086522A - Gear device and method for manufacturing gear device - Google Patents

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慧龍 李
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GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gear device that can reduce the weight while maintaining the strength, and to provide a method for manufacturing a gear device.
SOLUTION: A gear device includes a first gear and a second gear. The second gear meshes with the first gear and rotates relative to the first gear. The first gear includes: a skeleton part 225; and a coating layer 224 having a specific gravity that is larger than that of the skeleton part 225. At least a slide contact part which slides on the other parts in the skeleton part 225 is covered with the coating layer 224.
SELECTED DRAWING: Figure 11
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本開示は、一般に歯車装置、及び歯車装置の製造方法に関し、より詳細には、第1歯車と第1歯車に対して相対的に回転する第2歯車とを備える歯車装置、及び歯車装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates generally to a gear device and a method for manufacturing the gear device, and more specifically to a gear device including a first gear and a second gear that rotates relative to the first gear, and a method for manufacturing the gear device.

関連技術として、一対の摺動部材が互いに摺動する摺動部を有する歯車装置(動力伝達装置)が知られている(例えば、特許文献1参照)。この歯車装置は、入力軸と、該入力軸に一体化された偏心体と、該偏心体によって揺動回転する外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯を備える内歯歯車と、該外歯歯車の軸方向外側に配され外歯歯車の自転成分を取り出す内ピンに連結されたフランジ体と、を有する内接揺動噛合型の遊星歯車装置である。 As a related art, a gear device (power transmission device) having a sliding portion where a pair of sliding members slide against each other is known (see, for example, Patent Document 1). This gear device is an internally oscillating meshing type planetary gear device having an input shaft, an eccentric body integrated with the input shaft, an external gear that oscillates and rotates due to the eccentric body, an internal gear with internal teeth that internally meshes with the external gear, and a flange body that is disposed axially outside the external gear and is connected to an internal pin that extracts the rotation component of the external gear.

上記歯車装置において、例えば、内歯を形成する外ピンの両端保持面と該外ピンの両端保持面に対向する面等の、一対の摺動部材の対向する2つの摺動表面のうち少なくとも一方は、所定の粗さ加工によって形成した表面粗さと、炭素系被膜と、を有する。炭素系被膜は、金属元素が添加され、該表面粗さ上に形成されている。 In the above gear device, at least one of the two opposing sliding surfaces of a pair of sliding members, such as the end retaining surfaces of the outer pin that form the internal teeth and the surfaces facing the end retaining surfaces of the outer pin, has a surface roughness formed by a predetermined roughness processing and a carbon-based coating. The carbon-based coating is formed on the surface roughness by adding a metal element.

特開2009-41747号公報JP 2009-41747 A

上記関連技術では、例えば、第1歯車(内歯歯車)のような摺動部材の基材は、金属製であって、粗さ加工を施すためには、それなりの厚みが必要なこともあり比較的重量が大きくなる。したがって、歯車装置全体としての軽量化の妨げとなる場合がある。 In the above related technology, for example, the base material of the sliding member such as the first gear (internal gear) is made of metal, and a certain thickness is required to perform roughening, making the weight relatively large. This can therefore be an obstacle to reducing the weight of the gear device as a whole.

本開示の目的は、強度を維持しつつ軽量化を図りやすい歯車装置、及び歯車装置の製造方法を提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide a gear device that is easy to reduce weight while maintaining strength, and a method for manufacturing the gear device.

本開示の一態様に係る歯車装置は、第1歯車と、第2歯車と、を備える。前記第2歯車は、前記第1歯車と噛み合うことで前記第1歯車に対して相対的に回転する。前記第1歯車は、骨格部と、前記骨格部よりも比重の大きな被覆層と、を有する。前記骨格部における少なくとも他部品との滑り接触部位は前記被覆層で覆われている。 A gear device according to one aspect of the present disclosure includes a first gear and a second gear. The second gear rotates relative to the first gear by meshing with the first gear. The first gear has a skeleton and a coating layer having a higher specific gravity than the skeleton. At least the portion of the skeleton that comes into sliding contact with another component is covered with the coating layer.

本開示の一態様に係る歯車装置の製造方法は、前記歯車装置の製造方法であって、前記第1歯車の前記骨格部の少なくとも一部に溶射により前記被覆層を形成する溶射工程を有する。 A method for manufacturing a gear device according to one aspect of the present disclosure includes a thermal spraying process for forming the coating layer on at least a portion of the framework of the first gear by thermal spraying.

本開示によれば、強度を維持しつつ軽量化を図りやすい歯車装置、及び歯車装置の製造方法を提供することができる。 This disclosure makes it possible to provide a gear device that is easy to reduce weight while maintaining strength, and a method for manufacturing the gear device.

図1は、実施形態1に係る内接噛合遊星歯車装置を含むアクチュエータの概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an actuator including an internal meshing planetary gear device according to a first embodiment. 図2は、同上の内接噛合遊星歯車装置を回転軸の出力側から見た概略の分解斜視図である。FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the internal meshing planetary gear device as viewed from the output side of the rotary shaft. 図3は、同上の内接噛合遊星歯車装置の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the internal meshing planetary gear device. 図4は、同上の内接噛合遊星歯車装置を示す、図3のA1-A1線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 in FIG. 3, showing the internal meshing planetary gear device. 図5Aは、同上の内接噛合遊星歯車装置の遊星歯車を単体で示す斜視図である。FIG. 5A is a perspective view showing a planetary gear of the internal meshing planetary gear device alone. 図5Bは、同上の内接噛合遊星歯車装置の遊星歯車を単体で示す正面図である。FIG. 5B is a front view showing a planetary gear of the internal meshing planetary gear device alone. 図6Aは、同上の内接噛合遊星歯車装置の軸受け部材を単体で示す斜視図である。FIG. 6A is a perspective view showing the bearing member of the internal meshing planetary gear device alone. 図6Bは、同上の内接噛合遊星歯車装置の軸受け部材を単体で示す正面図である。FIG. 6B is a front view showing the bearing member of the internal meshing planetary gear device alone. 図7Aは、同上の内接噛合遊星歯車装置の偏心軸を単体で示す斜視図である。FIG. 7A is a perspective view showing the eccentric shaft of the internal meshing planetary gear device alone. 図7Bは、同上の内接噛合遊星歯車装置の偏心軸を単体で示す正面図である。FIG. 7B is a front view showing the eccentric shaft of the internal meshing planetary gear set alone. 図8Aは、同上の内接噛合遊星歯車装置の支持体を単体で示す斜視図である。FIG. 8A is a perspective view showing the support body of the internal meshing planetary gear device alone. 図8Bは、同上の内接噛合遊星歯車装置の支持体を単体で示す正面図である。FIG. 8B is a front view showing the support body of the internal meshing planetary gear set alone. 図9は、同上の内接噛合遊星歯車装置を示す、図3の領域Z1の拡大図である。FIG. 9 is an enlarged view of an area Z1 in FIG. 3, showing the internal meshing planetary gear device. 図10は、同上の内接噛合遊星歯車装置を示す、図3のB1-B1線断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line B1-B1 in FIG. 3, showing the internal meshing planetary gear device. 図11は、同上の内接噛合遊星歯車装置を示す、図9の内歯21と外歯31との噛み合い箇所を拡大した概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the internal meshing planetary gear device of the same as above, enlarging the meshing portion between the internal teeth 21 and the external teeth 31 in FIG. 図12は、同上の内接噛合遊星歯車装置を示す、図11のA1-A1線断面の概略図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view taken along line A1-A1 in FIG. 11, showing the internal meshing planetary gear device. 図13Aは、同上の内接噛合遊星歯車装置の内歯歯車の内周溝を示す概略斜視図である。FIG. 13A is a schematic perspective view showing an inner circumferential groove of an internal gear of the internal meshing planetary gear device. 図13Bは、同上の内接噛合遊星歯車装置の内歯歯車の内周溝を示す概略斜視図である。FIG. 13B is a schematic perspective view showing an inner circumferential groove of an internal gear of the internal meshing planetary gear device. 図14は、実施形態2に係る内接噛合遊星歯車装置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a schematic configuration of an internal meshing planetary gear device according to the second embodiment. 図15は、同上の内接噛合遊星歯車装置を回転軸の入力側から見た概略の分解斜視図である。FIG. 15 is a schematic exploded perspective view of the internal meshing planetary gear device as viewed from the input side of the rotary shaft. 図16は、同上の内接噛合遊星歯車装置の概略断面図である。FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the internal meshing planetary gear device. 図17は、実施形態3の第1比較例に係る波動歯車装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a strain wave gear device according to a first comparative example of the third embodiment. 図18は、同上の波動歯車装置を回転軸の入力側から見た概略図である。FIG. 18 is a schematic diagram of the above strain wave gear device as viewed from the input side of the rotary shaft. 図19は、同上の波動歯車装置を回転軸の出力側から見た概略の分解斜視図である。FIG. 19 is a schematic exploded perspective view of the strain wave gear device as viewed from the output side of the rotary shaft. 図20は、同上の波動歯車装置を回転軸の入力側から見た概略の分解斜視図である。FIG. 20 is a schematic exploded perspective view of the strain wave gear device as viewed from the input side of the rotary shaft.

(実施形態1)
(1)概要
以下、本実施形態に係る内接噛合遊星歯車装置1の概要について、図1~図3を参照して説明する。本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。例えば、図1~図3における、内歯21及び外歯31の歯形、寸法及び歯数等は、いずれも説明のために模式的に表しているに過ぎず、図示されている形状に限定する趣旨ではない。
(Embodiment 1)
(1) Overview An overview of the internally meshing planetary gear device 1 according to this embodiment will be described below with reference to Figures 1 to 3. All of the drawings referred to in this disclosure are schematic diagrams, and the ratios of sizes and thicknesses of the components in the drawings do not necessarily reflect the actual dimensional ratios. For example, the tooth shapes, dimensions, number of teeth, etc. of the internal teeth 21 and external teeth 31 in Figures 1 to 3 are merely shown schematically for the purpose of explanation, and are not intended to be limited to the shapes shown in the drawings.

本実施形態に係る内接噛合遊星歯車装置1(以下、単に「歯車装置1」ともいう)は、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、を備える歯車装置である。この歯車装置1では、環状の内歯歯車2の内側に遊星歯車3が配置され、さらに、遊星歯車3の内側には偏心体軸受け5が配置される。偏心体軸受け5は、偏心体内輪51及び偏心体外輪52を有し、偏心体内輪51の中心C1(図3参照)からずれた回転軸Ax1(図3参照)まわりで偏心体内輪51が回転(偏心運動)することによって、遊星歯車3を揺動させる。偏心体内輪51は、例えば、偏心体内輪51に挿入される偏心軸7が回転することにより、回転軸Ax1まわりで回転(偏心運動)する。また、内接噛合遊星歯車装置1は、外輪62及び内輪61を有する軸受け部材6を更に備える。内輪61は、外輪62の内側に配置され、外輪62に対して相対的に回転可能に支持される。 The internally meshing planetary gear device 1 (hereinafter, simply referred to as "gear device 1") according to this embodiment is a gear device including an internal gear 2, a planetary gear 3, and a plurality of internal pins 4. In this gear device 1, the planetary gear 3 is arranged inside the annular internal gear 2, and further, an eccentric bearing 5 is arranged inside the planetary gear 3. The eccentric bearing 5 has an eccentric inner ring 51 and an eccentric outer ring 52, and the planetary gear 3 is oscillated by the eccentric inner ring 51 rotating (eccentric motion) around a rotation axis Ax1 (see FIG. 3) shifted from the center C1 (see FIG. 3) of the eccentric inner ring 51. The eccentric inner ring 51 rotates (eccentric motion) around the rotation axis Ax1, for example, by the rotation of the eccentric shaft 7 inserted into the eccentric inner ring 51. The internally meshing planetary gear device 1 further includes a bearing member 6 having an outer ring 62 and an inner ring 61. The inner ring 61 is disposed inside the outer ring 62 and is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62.

内歯歯車2は、内歯21を有し、外輪62に固定される。特に、本実施形態では、内歯歯車2は、環状の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有する。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され、内歯21を構成する。遊星歯車3は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する。つまり、内歯歯車2の内側で遊星歯車3は内歯歯車2に対して内接し、外歯31の一部が内歯21の一部に噛み合った状態となる。この状態で、偏心軸7が回転すると遊星歯車3が揺動して、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動し、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。ここで、内歯歯車2が固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、遊星歯車3が回転(自転)することになる。その結果、遊星歯車3からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。 The internal gear 2 has internal teeth 21 and is fixed to the outer ring 62. In particular, in this embodiment, the internal gear 2 has an annular gear body 22 and multiple outer pins 23. The multiple outer pins 23 are held on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 in a rotatable state, forming the internal teeth 21. The planetary gear 3 has external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. In other words, the planetary gear 3 is inscribed with the internal gear 2 inside the internal gear 2, and a part of the external teeth 31 is meshed with a part of the internal teeth 21. In this state, when the eccentric shaft 7 rotates, the planetary gear 3 oscillates, and the meshing position between the internal teeth 21 and the external teeth 31 moves in the circumferential direction of the internal gear 2, and a relative rotation according to the difference in the number of teeth between the planetary gear 3 and the internal gear 2 occurs between both gears (the internal gear 2 and the planetary gear 3). If the internal gear 2 is fixed, the planetary gear 3 rotates (spins) in response to the relative rotation of the two gears. As a result, the planetary gear 3 produces a rotational output that is reduced at a relatively high reduction ratio according to the difference in the number of teeth between the two gears.

この種の歯車装置1は、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、例えば、軸受け部材6の内輪61と一体化された出力軸の回転として取り出すように使用される。これにより、歯車装置1は、偏心軸7を入力側とし、出力軸を出力側として、比較的高い減速比の歯車装置として機能する。そこで、本実施形態に係る歯車装置1では、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、軸受け部材6の内輪61に伝達するべく、複数の内ピン4にて、遊星歯車3と内輪61とを連結する。複数の内ピン4は、遊星歯車3に形成された複数の遊嵌孔32にそれぞれ挿入された状態で、それぞれ遊嵌孔32内を公転しながら内歯歯車2に対して相対的に回転する。つまり、遊嵌孔32は、内ピン4よりも大きな直径を有し、内ピン4は、遊嵌孔32に挿入された状態で遊嵌孔32内を公転するように移動可能である。そして、遊星歯車3の揺動成分、つまり遊星歯車3の公転成分は、遊星歯車3の遊嵌孔32と内ピン4との遊嵌によって吸収される。言い換えれば、複数の内ピン4がそれぞれ複数の遊嵌孔32内を公転するように移動することで、遊星歯車3の揺動成分が吸収される。したがって、軸受け部材6の内輪61には、複数の内ピン4により、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達されることになる。 This type of gear device 1 is used to extract the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 as the rotation of the output shaft integrated with the inner ring 61 of the bearing member 6, for example. As a result, the gear device 1 functions as a gear device with a relatively high reduction ratio, with the eccentric shaft 7 as the input side and the output shaft as the output side. Therefore, in the gear device 1 according to this embodiment, in order to transmit the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 to the inner ring 61 of the bearing member 6, the planetary gear 3 and the inner ring 61 are connected by a plurality of inner pins 4. The plurality of inner pins 4 rotate relative to the internal gear 2 while revolving within the respective loose fitting holes 32, while being inserted into the respective loose fitting holes 32 formed in the planetary gear 3. In other words, the loose fitting holes 32 have a larger diameter than the inner pins 4, and the inner pins 4 are movable so as to revolve within the loose fitting holes 32 while being inserted into the loose fitting holes 32. The oscillation component of the planetary gear 3, that is, the orbital component of the planetary gear 3, is absorbed by the loose fit between the loose fit holes 32 of the planetary gear 3 and the inner pin 4. In other words, the oscillation component of the planetary gear 3 is absorbed by the multiple inner pins 4 moving so as to revolve within the multiple loose fit holes 32. Therefore, the rotation (rotation component) of the planetary gear 3, excluding the oscillation component (orbital component) of the planetary gear 3, is transmitted to the inner ring 61 of the bearing member 6 by the multiple inner pins 4.

ところで、この種の歯車装置1では、遊星歯車3の遊嵌孔32内を内ピン4が公転しながら、遊星歯車3の回転が複数の内ピン4に伝達されるので、第1関連技術として、内ピン4に装着されて内ピン4を軸に回転可能な内ローラを用いることが知られている。つまり、第1関連技術においては、内ピン4は、内輪61(又は内輪61と一体化されたキャリア)に対して圧入された状態で保持されており、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4は遊嵌孔32の内周面321に対して摺動する。そこで、第1関連技術としては、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失を低減するために、内ローラが用いられる。ただし、第1関連技術のように内ローラを備える構成であれば、遊嵌孔32は、内ローラ付きの内ピン4が公転可能な径を有する必要があり、遊嵌孔32の小型化が困難である。遊嵌孔32の小型化が困難であると、遊星歯車3の小型化(特に小径化)の妨げとなって、ひいては歯車装置1全体の小型化の妨げとなる。本実施形態に係る歯車装置1は、以下の構成により、小型化しやすい内接噛合遊星歯車装置1を提供可能とする。 In this type of gear device 1, the rotation of the planetary gear 3 is transmitted to the multiple inner pins 4 while the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3. Therefore, as a first related technique, it is known to use an inner roller that is attached to the inner pin 4 and can rotate around the inner pin 4. That is, in the first related technique, the inner pin 4 is held in a pressed state against the inner ring 61 (or a carrier integrated with the inner ring 61), and when the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, the inner pin 4 slides against the inner circumferential surface 321 of the loose fitting hole 32. Therefore, as the first related technique, an inner roller is used to reduce losses due to frictional resistance between the inner circumferential surface 321 of the loose fitting hole 32 and the inner pin 4. However, if an inner roller is provided as in the first related technique, the loose fitting hole 32 needs to have a diameter that allows the inner pin 4 with the inner roller to revolve, making it difficult to reduce the size of the loose fitting hole 32. If it is difficult to reduce the size of the loose fitting hole 32, this will hinder the miniaturization (particularly the diameter reduction) of the planetary gear 3, and ultimately hinder the miniaturization of the entire gear device 1. The gear device 1 according to this embodiment has the following configuration, making it possible to provide an internal meshing planetary gear device 1 that is easy to reduce in size.

すなわち、本実施形態に係る歯車装置1は、図1~図3に示すように、軸受け部材6と、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、を備える。軸受け部材6は、外輪62及び外輪62の内側に配置される内輪61を有する。内輪61は外輪62に対して相対的に回転可能に支持される。内歯歯車2は、内歯21を有し外輪62に固定される。遊星歯車3は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する。複数の内ピン4は、遊星歯車3に形成された複数の遊嵌孔32にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔32内を公転しながら内歯歯車2に対して相対的に回転する。ここで、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61に保持されている。さらに、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置される。 That is, the gear device 1 according to this embodiment includes a bearing member 6, an internal gear 2, a planetary gear 3, and a number of internal pins 4, as shown in Figs. 1 to 3. The bearing member 6 has an outer ring 62 and an inner ring 61 arranged inside the outer ring 62. The inner ring 61 is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62. The internal gear 2 has internal teeth 21 and is fixed to the outer ring 62. The planetary gear 3 has external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. The multiple internal pins 4 are inserted into multiple loose fitting holes 32 formed in the planetary gear 3, respectively, and rotate relative to the internal gear 2 while revolving within the loose fitting holes 32. Here, each of the multiple internal pins 4 is held by the inner ring 61 in a rotatable state. Furthermore, at least a portion of each of the multiple internal pins 4 is arranged at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6.

この態様によれば、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61に保持されるので、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4自体が自転可能である。そのため、内ピン4に装着されて内ピン4を軸に回転可能な内ローラを用いなくとも、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失を低減できる。したがって、本実施形態に係る歯車装置1では、内ローラが必須でなく、小型化しやすいという利点がある。しかも、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されるので、軸受け部材6の軸方向における歯車装置1の寸法を小さく抑えることができる。つまり、軸受け部材6の軸方向に、軸受け部材6と内ピン4とが並ぶ(対向する)構成に比べて、本実施形態に係る歯車装置1では、軸方向における歯車装置1の寸法を小さくでき、歯車装置1の更なる小型化(薄型化)に貢献可能である。 According to this aspect, each of the multiple inner pins 4 is held by the inner ring 61 in a rotatable state, so that when the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, the inner pin 4 itself can rotate. Therefore, even if an inner roller that is attached to the inner pin 4 and can rotate around the inner pin 4 is not used, the loss due to friction resistance between the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32 and the inner pin 4 can be reduced. Therefore, the gear device 1 according to this embodiment has the advantage that the inner roller is not essential and it is easy to make it compact. Moreover, since at least a portion of each of the multiple inner pins 4 is disposed at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6, the dimensions of the gear device 1 in the axial direction of the bearing member 6 can be kept small. In other words, compared to a configuration in which the bearing member 6 and the inner pin 4 are arranged (opposed) in the axial direction of the bearing member 6, the gear device 1 according to this embodiment can reduce the dimensions of the gear device 1 in the axial direction, which can contribute to further miniaturization (thinning) of the gear device 1.

さらに、上記第1関連技術と遊星歯車3の寸法が同じであれば、上記第1関連技術に比較して、例えば、内ピン4の数(本数)を増やして回転の伝達をスムーズにしたり、内ピン4を太くして強度を向上させたりすることも可能である。 Furthermore, if the dimensions of the planetary gear 3 are the same as those in the first related technology, it is possible to increase the number of inner pins 4 to smooth the transmission of rotation or to make the inner pins 4 thicker to improve strength, compared to the first related technology.

また、この種の歯車装置1では、遊星歯車3の遊嵌孔32内を内ピン4が公転する必要があるので、第2関連技術として、複数の内ピン4は、内輪61(又は内輪61と一体化されたキャリア)のみで保持されることがある。第2関連技術によれば、複数の内ピン4の芯出しの精度向上が困難であって、芯出し不良により、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合につながる可能性がある。つまり、複数の内ピン4は、それぞれ遊嵌孔32内を公転しながら内歯歯車2に対して相対的に回転することで、遊星歯車3の自転成分を、軸受け部材6の内輪61に伝達する。このとき、複数の内ピン4の芯出しの精度が不十分で、複数の内ピン4の回転軸が内輪61の回転軸に対してずれたり傾いたりしていると、芯出し不良の状態となり、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合につながり得る。本実施形態に係る歯車装置1は、以下の構成により、複数の内ピン4の芯出し不良に起因した不具合が生じにくい内接噛合遊星歯車装置1を提供可能とする。 In addition, in this type of gear device 1, since the inner pin 4 needs to revolve within the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3, as a second related technology, the multiple inner pins 4 may be held only by the inner ring 61 (or a carrier integrated with the inner ring 61). According to the second related technology, it is difficult to improve the accuracy of centering the multiple inner pins 4, and centering failure may lead to problems such as vibration generation and reduced transmission efficiency. In other words, the multiple inner pins 4 transmit the rotation component of the planetary gear 3 to the inner ring 61 of the bearing member 6 by rotating relative to the internal gear 2 while revolving within the loose fitting hole 32. At this time, if the centering accuracy of the multiple inner pins 4 is insufficient and the rotation axis of the multiple inner pins 4 is misaligned or tilted with respect to the rotation axis of the inner ring 61, a centering failure state will occur, which may lead to problems such as vibration generation and reduced transmission efficiency. The gear device 1 according to this embodiment has the following configuration, making it possible to provide an internally meshing planetary gear device 1 that is less susceptible to problems caused by misalignment of multiple inner pins 4.

すなわち、本実施形態に係る歯車装置1は、図1~図3に示すように、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、支持体8と、を備える。内歯歯車2は、環状の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有する。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され内歯21を構成する。遊星歯車3は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する。複数の内ピン4は、遊星歯車3に形成された複数の遊嵌孔32にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔32内を公転しながら歯車本体22に対して相対的に回転する。支持体8は、環状であって複数の内ピン4を支持する。ここで、支持体8は、外周面81を複数の外ピン23に接触させることにより位置規制されている。 That is, the gear device 1 according to this embodiment includes an internal gear 2, a planetary gear 3, multiple internal pins 4, and a support 8, as shown in Figs. 1 to 3. The internal gear 2 has an annular gear body 22 and multiple external pins 23. The multiple external pins 23 are held on the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 in a rotatable state to form the internal teeth 21. The planetary gear 3 has external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. The multiple internal pins 4 are inserted into multiple loose fitting holes 32 formed in the planetary gear 3, and rotate relative to the gear body 22 while revolving within the loose fitting holes 32. The support 8 is annular and supports the multiple internal pins 4. Here, the position of the support 8 is restricted by contacting the outer peripheral surface 81 with the multiple external pins 23.

この態様によれば、複数の内ピン4は、環状の支持体8にて支持されているので、複数の内ピン4が支持体8にて束ねられ、複数の内ピン4の相対的なずれ及び傾きが抑制される。しかも、支持体8の外周面81は複数の外ピン23に接触し、これにより支持体8の位置規制がされている。要するに、複数の外ピン23によって支持体8の芯出しが行われ、結果的に、支持体8に支持されている複数の内ピン4についても、複数の外ピン23にて芯出しが行われる。したがって、本実施形態に係る歯車装置1によれば、複数の内ピン4の芯出しの精度向上を図りやすく、複数の内ピン4の芯出し不良に起因した不具合が生じにくい、という利点がある。 According to this aspect, the multiple inner pins 4 are supported by the annular support 8, so that the multiple inner pins 4 are bundled by the support 8, and the relative deviation and inclination of the multiple inner pins 4 is suppressed. Moreover, the outer peripheral surface 81 of the support 8 contacts the multiple outer pins 23, thereby regulating the position of the support 8. In short, the support 8 is centered by the multiple outer pins 23, and as a result, the multiple inner pins 4 supported by the support 8 are also centered by the multiple outer pins 23. Therefore, according to the gear device 1 of this embodiment, it is easy to improve the accuracy of centering the multiple inner pins 4, and there is an advantage that malfunctions caused by poor centering of the multiple inner pins 4 are less likely to occur.

また、本実施形態に係る歯車装置1は、図1に示すように、駆動源101と共に、アクチュエータ100を構成する。言い換えれば、本実施形態に係るアクチュエータ100は、歯車装置1と、駆動源101と、を備えている。駆動源101は、遊星歯車3を揺動させるための駆動力を発生する。具体的には、駆動源101は、回転軸Ax1を中心として偏心軸7を回転させることにより、遊星歯車3を揺動させる。 As shown in FIG. 1, the gear device 1 according to this embodiment constitutes an actuator 100 together with a driving source 101. In other words, the actuator 100 according to this embodiment includes the gear device 1 and a driving source 101. The driving source 101 generates a driving force for oscillating the planetary gear 3. Specifically, the driving source 101 oscillates the planetary gear 3 by rotating the eccentric shaft 7 about the rotation axis Ax1.

(2)定義
本開示でいう「環状」は、少なくとも平面視において、内側に囲まれた空間(領域)を形成する輪(わ)のような形状を意味し、平面視において真円とある円形状(円環状)に限らず、例えば、楕円形状及び多角形状等であってもよい。さらに、例えば、カップ状のように底部を有する形状であっても、その周壁が環状であれば、「環状」に含まれる。
(2) Definition In the present disclosure, "annular" means a ring-like shape that forms an enclosed space (region) at least in a plan view, and is not limited to a circular shape (annular shape) such as a perfect circle in a plan view, but may be, for example, an elliptical shape, a polygonal shape, etc. Furthermore, even if the shape has a bottom, such as a cup shape, it is included in the "annular" shape as long as the peripheral wall is annular.

本開示でいう「遊嵌」は、遊び(隙間)をもった状態に嵌められることを意味し、遊嵌孔32は内ピン4が遊嵌される孔である。つまり、内ピン4は、遊嵌孔32の内周面321との間に、空間的な余裕(隙間)を確保した状態で遊嵌孔32に挿入される。言い換えれば、内ピン4のうち、少なくとも遊嵌孔32に挿入される部位の径は、遊嵌孔32の径よりも小さい(細い)。そのため、内ピン4は、遊嵌孔32に挿入された状態で、遊嵌孔32内を移動可能、つまり遊嵌孔32の中心に対して相対的に移動可能である。よって、内ピン4は、遊嵌孔32内を公転可能となる。ただし、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間には、空洞としての隙間が確保されることは必須ではなく、例えば、この隙間に液体等の流体が充填されていてもよい。 In this disclosure, "loose fit" means being fitted with play (gap), and the loose fit hole 32 is a hole into which the inner pin 4 is loosely fitted. In other words, the inner pin 4 is inserted into the loose fit hole 32 with a spatial margin (gap) secured between the inner circumferential surface 321 of the loose fit hole 32. In other words, the diameter of at least the portion of the inner pin 4 inserted into the loose fit hole 32 is smaller (thinner) than the diameter of the loose fit hole 32. Therefore, the inner pin 4 can move within the loose fit hole 32 when inserted into the loose fit hole 32, that is, it can move relatively to the center of the loose fit hole 32. Therefore, the inner pin 4 can revolve within the loose fit hole 32. However, it is not essential that a gap as a cavity is secured between the inner circumferential surface 321 of the loose fit hole 32 and the inner pin 4, and for example, this gap may be filled with a fluid such as a liquid.

本開示でいう「公転」は、ある物体が、この物体の中心(重心)を通る中心軸以外の回転軸まわりを周回することを意味し、ある物体が公転すると、この物体の中心は回転軸を中心とする公転軌道に沿って移動することになる。したがって、例えば、ある物体の中心(重心)を通る中心軸と平行な偏心軸を中心に、この物体が回転する場合には、この物体は、偏心軸を回転軸として公転していることになる。一例として、内ピン4は、遊嵌孔32の中心を通る回転軸まわりを周回するようにして、遊嵌孔32内を公転する。 In this disclosure, "revolution" means that an object revolves around an axis of rotation other than the central axis that passes through the center (center of gravity) of the object, and when an object revolves, the center of the object moves along an orbital path centered on the axis of rotation. Therefore, for example, when an object rotates around an eccentric axis that is parallel to the central axis that passes through the center (center of gravity) of the object, the object revolves around the eccentric axis as the axis of rotation. As an example, the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, revolving around the axis of rotation that passes through the center of the loose fitting hole 32.

また、本開示では、回転軸Ax1の一方側(図3の左側)を「入力側」といい、回転軸Ax1の他方側(図3の右側)を「出力側」という場合がある。図3の例では、回転軸Ax1の「入力側」から回転体(偏心体内輪51)に回転が与えられ、回転軸Ax1の「出力側」から複数の内ピン4(内輪61)の回転が取り出される。ただし、「入力側」及び「出力側」は、説明のために付しているラベルに過ぎず、歯車装置1から見た、入力及び出力の位置関係を限定する趣旨ではない。 In addition, in this disclosure, one side of the rotating shaft Ax1 (left side in FIG. 3) may be referred to as the "input side," and the other side of the rotating shaft Ax1 (right side in FIG. 3) may be referred to as the "output side." In the example of FIG. 3, rotation is imparted to the rotating body (eccentric inner ring 51) from the "input side" of the rotating shaft Ax1, and rotation of the multiple inner pins 4 (inner ring 61) is extracted from the "output side" of the rotating shaft Ax1. However, the "input side" and "output side" are merely labels added for the purpose of explanation, and are not intended to limit the positional relationship between the input and output as viewed from the gear device 1.

本開示でいう「回転軸」は、回転体の回転運動の中心となる仮想的な軸(直線)を意味する。つまり、回転軸Ax1は、実体を伴わない仮想軸である。偏心体内輪51は、回転軸Ax1を中心として回転運動を行う。 In this disclosure, the term "rotation axis" refers to a virtual axis (straight line) that is the center of rotational motion of a rotating body. In other words, the rotation axis Ax1 is a virtual axis that does not have a physical entity. The eccentric inner ring 51 rotates around the rotation axis Ax1.

本開示でいう「内歯」及び「外歯」は、それぞれ単体の「歯」ではなく、複数の「歯」の集合(群)を意味する。つまり、内歯歯車2の内歯21は、内歯歯車2(歯車本体22)の内周面221に配置された複数の歯の集合からなる。同様に、遊星歯車3の外歯31は、遊星歯車3の外周面に配置された複数の歯の集合からなる。 In this disclosure, "internal teeth" and "external teeth" do not refer to individual "tooths," but rather to a collection (group) of multiple "teeth." In other words, the internal teeth 21 of the internal gear 2 are made up of a collection of multiple teeth arranged on the inner circumferential surface 221 of the internal gear 2 (gear body 22). Similarly, the external teeth 31 of the planetary gear 3 are made up of a collection of multiple teeth arranged on the outer circumferential surface of the planetary gear 3.

(3)構成
以下、本実施形態に係る内接噛合遊星歯車装置1の詳細な構成について、図1~図8Bを参照して説明する。
(3) Configuration Hereinafter, a detailed configuration of the internal meshing planetary gear device 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8B.

図1は、歯車装置1を含むアクチュエータ100の概略構成を示す斜視図である。図1では、駆動源101を模式的に示している。図2は、歯車装置1を回転軸Ax1の出力側から見た概略の分解斜視図である。図3は、歯車装置1の概略断面図である。図4は図3のA1-A1線断面図である。ただし、図4では、偏心軸7以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。さらに、図4では、歯車本体22の内周面221の図示を省略している。図5A及び図5Bは、遊星歯車3を単体で示す斜視図及び正面図である。図6A及び図6Bは、軸受け部材6を単体で示す斜視図及び正面図である。図7A及び図7Bは、偏心軸7を単体で示す斜視図及び正面図である。図8A及び図8Bは、支持体8を単体で示す斜視図及び正面図である。 Figure 1 is a perspective view showing the schematic configuration of an actuator 100 including a gear device 1. In Figure 1, a driving source 101 is shown in schematic form. Figure 2 is a schematic exploded perspective view of the gear device 1 as viewed from the output side of the rotation axis Ax1. Figure 3 is a schematic cross-sectional view of the gear device 1. Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line A1-A1 in Figure 3. However, in Figure 4, hatching is omitted for parts other than the eccentric shaft 7, even in cross-section. Furthermore, in Figure 4, the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 is omitted. Figures 5A and 5B are perspective and front views showing the planetary gear 3 alone. Figures 6A and 6B are perspective and front views showing the bearing member 6 alone. Figures 7A and 7B are perspective and front views showing the eccentric shaft 7 alone. Figures 8A and 8B are perspective and front views showing the support body 8 alone.

(3.1)全体構成
本実施形態に係る歯車装置1は、図1~図3に示すように、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、偏心体軸受け5と、軸受け部材6と、偏心軸7と、支持体8と、を備えている。また、本実施形態では、歯車装置1は、第1ベアリング91、第2ベアリング92及びケース10を更に備えている。本実施形態では、歯車装置1の構成要素である内歯歯車2、遊星歯車3、複数の内ピン4、偏心体軸受け5、軸受け部材6、偏心軸7及び支持体8等の材質は、ステンレス、鋳鉄、機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、リン青銅若しくはアルミ青銅等の金属、又はアルミニウム若しくはチタン等の軽金属である。ここでいう金属(軽金属を含む)は、窒化処理等の表面処理が施された金属を含む。本実施形態では特に、内歯歯車2の歯車本体22は、一例としてアルミニウム製であることとする。
(3.1) Overall Configuration As shown in Figs. 1 to 3, the gear device 1 according to this embodiment includes an internal gear 2, a planetary gear 3, a plurality of inner pins 4, an eccentric bearing 5, a bearing member 6, an eccentric shaft 7, and a support 8. In this embodiment, the gear device 1 further includes a first bearing 91, a second bearing 92, and a case 10. In this embodiment, the materials of the components of the gear device 1, such as the internal gear 2, the planetary gear 3, the plurality of inner pins 4, the eccentric bearing 5, the bearing member 6, the eccentric shaft 7, and the support 8, are metals such as stainless steel, cast iron, carbon steel for mechanical construction, chromium molybdenum steel, phosphorus bronze, or aluminum bronze, or light metals such as aluminum or titanium. The metal (including light metals) referred to here includes metals that have been subjected to surface treatment such as nitriding. In this embodiment, the gear body 22 of the internal gear 2 is made of aluminum, for example.

また、本実施形態では、歯車装置1の一例として、トロコイド系歯形を用いた内接式遊星歯車装置を例示する。つまり、本実施形態に係る歯車装置1は、トロコイド系曲線歯形を有する内接式の遊星歯車3を備えている。 In addition, in this embodiment, an internal planetary gear device using a trochoidal tooth profile is illustrated as an example of the gear device 1. In other words, the gear device 1 according to this embodiment includes an internal planetary gear 3 having a trochoidal curved tooth profile.

また、本実施形態では一例として、歯車装置1は、内歯歯車2の歯車本体22が、軸受け部材6の外輪62と共に、ケース10等の固定部材に固定された状態で使用される。これにより、内歯歯車2と遊星歯車3との相対回転に伴って、固定部材(ケース10等)に対して、遊星歯車3が相対的に回転することになる。 In addition, in this embodiment, as an example, the gear device 1 is used in a state where the gear body 22 of the internal gear 2 is fixed to a fixed member such as the case 10 together with the outer ring 62 of the bearing member 6. As a result, the planetary gear 3 rotates relative to the fixed member (such as the case 10) in conjunction with the relative rotation between the internal gear 2 and the planetary gear 3.

さらに、本実施形態では、歯車装置1をアクチュエータ100に用いる場合に、偏心軸7に入力としての回転力が加わることで、軸受け部材6の内輪61と一体化された出力軸から出力としての回転力が取り出される。つまり、歯車装置1は、偏心軸7の回転を入力回転とし、内輪61と一体化された出力軸の回転を出力回転として動作する。これにより、歯車装置1では、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。 Furthermore, in this embodiment, when the gear device 1 is used in the actuator 100, a rotational force is applied as an input to the eccentric shaft 7, and a rotational force is output from the output shaft integrated with the inner ring 61 of the bearing member 6. In other words, the gear device 1 operates with the rotation of the eccentric shaft 7 as the input rotation and the rotation of the output shaft integrated with the inner ring 61 as the output rotation. As a result, the gear device 1 can obtain an output rotation that is reduced at a relatively high reduction ratio compared to the input rotation.

駆動源101は、モータ(電動機)等の動力の発生源である。駆動源101で発生した動力は、歯車装置1における偏心軸7に伝達される。具体的には、駆動源101は入力軸を介して偏心軸7につながっており、駆動源101で発生した動力は入力軸を介して偏心軸7に伝達される。これにより、駆動源101は、偏心軸7を回転させることが可能である。 The driving source 101 is a power generating source such as a motor (electric motor). The power generated by the driving source 101 is transmitted to the eccentric shaft 7 in the gear device 1. Specifically, the driving source 101 is connected to the eccentric shaft 7 via an input shaft, and the power generated by the driving source 101 is transmitted to the eccentric shaft 7 via the input shaft. This allows the driving source 101 to rotate the eccentric shaft 7.

さらに、本実施形態に係る歯車装置1では、図3に示すように、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax1とは、同一直線上にある。言い換えれば、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax1とは、同軸である。ここで、入力側の回転軸Ax1は、入力回転が与えられる偏心軸7の回転中心であって、出力側の回転軸Ax1は、出力回転を生じる内輪61(及び出力軸)の回転中心である。つまり、歯車装置1では、同軸上において、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。 Furthermore, in the gear device 1 according to this embodiment, as shown in FIG. 3, the input side rotation axis Ax1 and the output side rotation axis Ax1 are on the same straight line. In other words, the input side rotation axis Ax1 and the output side rotation axis Ax1 are coaxial. Here, the input side rotation axis Ax1 is the rotation center of the eccentric shaft 7 to which the input rotation is applied, and the output side rotation axis Ax1 is the rotation center of the inner ring 61 (and the output shaft) that generates the output rotation. In other words, in the gear device 1, an output rotation that is reduced in speed at a relatively high reduction ratio compared to the input rotation on the same axis is obtained.

内歯歯車2は、図4に示すように、内歯21を有する環状の部品である。本実施形態では、内歯歯車2は、少なくとも内周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の内歯歯車2の内周面には、内歯21が、内歯歯車2の円周方向に沿って形成されている。内歯21を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、内歯歯車2の内周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、内歯21のピッチ円は、平面視において真円となる。内歯21のピッチ円の中心は、回転軸Ax1上にある。また、内歯歯車2は、回転軸Ax1の方向に所定の厚みを有している。内歯21の歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。内歯21の歯筋方向の寸法は、内歯歯車2の厚み方向よりもやや小さい。 The internal gear 2 is an annular part having internal teeth 21, as shown in FIG. 4. In this embodiment, the internal gear 2 has an annular shape, with at least the inner peripheral surface being a perfect circle in a plan view. The internal teeth 21 are formed along the circumferential direction of the internal gear 2 on the inner peripheral surface of the annular internal gear 2. The multiple teeth constituting the internal teeth 21 all have the same shape and are provided at equal pitch over the entire circumferential area of the inner peripheral surface of the internal gear 2. In other words, the pitch circle of the internal teeth 21 is a perfect circle in a plan view. The center of the pitch circle of the internal teeth 21 is on the rotation axis Ax1. The internal gear 2 has a predetermined thickness in the direction of the rotation axis Ax1. The tooth traces of the internal teeth 21 are all parallel to the rotation axis Ax1. The dimension of the internal teeth 21 in the tooth trace direction is slightly smaller than the thickness direction of the internal gear 2.

ここで、内歯歯車2は、上述したように、環状(円環状)の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有している。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され、内歯21を構成する。言い換えれば、複数の外ピン23は、それぞれ内歯21を構成する複数の歯として機能する。具体的には、歯車本体22の内周面221には、図2に示すように、円周方向の全域に複数の内周溝223が形成されている。複数の内周溝223は、全て同一形状であって、等ピッチで設けられている。複数の内周溝223は、いずれも回転軸Ax1と平行であって、歯車本体22の厚み方向の全長にわたって形成されている。複数の外ピン23は、複数の内周溝223に嵌るようにして、歯車本体22に組み合わされている。複数の外ピン23の各々は、内周溝223内において自転可能な状態で保持される。また、歯車本体22は、(外輪62と共に)ケース10に固定される。そのため、歯車本体22には、固定用の複数の固定孔222が形成されている。 Here, as described above, the internal gear 2 has an annular (circular) gear body 22 and a plurality of outer pins 23. The plurality of outer pins 23 are held on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 in a rotatable state to form the internal teeth 21. In other words, the plurality of outer pins 23 function as a plurality of teeth that form the internal teeth 21. Specifically, as shown in FIG. 2, the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 has a plurality of inner circumferential grooves 223 formed over the entire circumferential area. All of the inner circumferential grooves 223 have the same shape and are provided at equal pitches. All of the inner circumferential grooves 223 are parallel to the rotation axis Ax1 and are formed over the entire length of the gear body 22 in the thickness direction. The plurality of outer pins 23 are combined with the gear body 22 so as to fit into the plurality of inner circumferential grooves 223. Each of the plurality of outer pins 23 is held in a rotatable state within the inner circumferential groove 223. In addition, the gear body 22 (together with the outer ring 62) is fixed to the case 10. Therefore, the gear body 22 has multiple fixing holes 222 for fixing.

遊星歯車3は、図4に示すように、外歯31を有する環状の部品である。本実施形態では、遊星歯車3は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の遊星歯車3の外周面には、外歯31が、遊星歯車3の円周方向に沿って形成されている。外歯31を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、遊星歯車3の外周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、外歯31のピッチ円は、平面視において真円となる。外歯31のピッチ円の中心C1は、回転軸Ax1から距離ΔL(図4参照)だけずれた位置にある。また、遊星歯車3は、回転軸Ax1の方向に所定の厚みを有している。外歯31は、いずれも遊星歯車3の厚み方向の全長にわたって形成されている。外歯31の歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。遊星歯車3においては、内歯歯車2とは異なり、外歯31が遊星歯車3の本体と1つの金属部材にて一体に形成されている。 As shown in FIG. 4, the planetary gear 3 is an annular part having external teeth 31. In this embodiment, the planetary gear 3 has an annular shape in which at least the outer peripheral surface is a perfect circle in a plan view. The outer peripheral surface of the annular planetary gear 3 has external teeth 31 formed along the circumferential direction of the planetary gear 3. The multiple teeth constituting the external teeth 31 all have the same shape and are provided at equal pitch over the entire circumferential area of the outer peripheral surface of the planetary gear 3. In other words, the pitch circle of the external teeth 31 is a perfect circle in a plan view. The center C1 of the pitch circle of the external teeth 31 is shifted from the rotation axis Ax1 by a distance ΔL (see FIG. 4). The planetary gear 3 also has a predetermined thickness in the direction of the rotation axis Ax1. All of the external teeth 31 are formed over the entire length of the planetary gear 3 in the thickness direction. All of the tooth traces of the external teeth 31 are parallel to the rotation axis Ax1. In the planetary gear 3, unlike the internal gear 2, the external teeth 31 are formed integrally with the main body of the planetary gear 3 from a single metal member.

ここで、遊星歯車3に対しては、偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされる。つまり、遊星歯車3には、円形状に開口する開口部33が形成されている。開口部33は、遊星歯車3を厚み方向に沿って貫通する孔である。平面視において、開口部33の中心と遊星歯車3の中心とは一致しており、開口部33の内周面(遊星歯車3の内周面)と外歯31のピッチ円とは同心円となる。遊星歯車3の開口部33には、偏心体軸受け5が収容される。さらに、偏心体軸受け5(の偏心体内輪51)に偏心軸7が挿入されることで、偏心体軸受け5及び偏心軸7が遊星歯車3に組み合わされる。遊星歯車3に偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされた状態で、偏心軸7が回転すると、遊星歯車3は回転軸Ax1まわりで揺動する。 Here, the eccentric body bearing 5 and the eccentric shaft 7 are combined with the planetary gear 3. That is, the planetary gear 3 has an opening 33 that opens in a circular shape. The opening 33 is a hole that penetrates the planetary gear 3 along the thickness direction. In a plan view, the center of the opening 33 and the center of the planetary gear 3 coincide with each other, and the inner peripheral surface of the opening 33 (the inner peripheral surface of the planetary gear 3) and the pitch circle of the external teeth 31 are concentric. The opening 33 of the planetary gear 3 accommodates the eccentric body bearing 5. Furthermore, the eccentric shaft 7 is inserted into the eccentric body bearing 5 (the eccentric inner ring 51), so that the eccentric body bearing 5 and the eccentric shaft 7 are combined with the planetary gear 3. When the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric body bearing 5 and the eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the planetary gear 3 oscillates around the rotation axis Ax1.

このように構成される遊星歯車3は、内歯歯車2の内側に配置される。平面視において、遊星歯車3は内歯歯車2に比べて一回り小さく形成されており、遊星歯車3は、内歯歯車2と組み合わされた状態で、内歯歯車2の内側で揺動可能となる。ここで、遊星歯車3の外周面には外歯31が形成され、内歯歯車2の内周面には内歯21が形成されている。そのため、内歯歯車2の内側に遊星歯車3が配置された状態では、外歯31と内歯21とは、互いに対向することになる。 The planetary gear 3 configured in this manner is disposed inside the internal gear 2. In a plan view, the planetary gear 3 is formed to be one size smaller than the internal gear 2, and the planetary gear 3 can oscillate inside the internal gear 2 when combined with the internal gear 2. Here, external teeth 31 are formed on the outer peripheral surface of the planetary gear 3, and internal teeth 21 are formed on the inner peripheral surface of the internal gear 2. Therefore, when the planetary gear 3 is disposed inside the internal gear 2, the external teeth 31 and the internal teeth 21 face each other.

さらに、外歯31のピッチ円は、内歯21のピッチ円よりも一回り小さい。そして、遊星歯車3が内歯歯車2に内接した状態で、外歯31のピッチ円の中心C1は、内歯21のピッチ円の中心(回転軸Ax1)から距離ΔL(図4参照)だけずれた位置にある。そのため、外歯31の内歯21とは、少なくとも一部が隙間を介して対向することになり、円周方向の全体が互いに噛み合うことはない。ただし、遊星歯車3は、内歯歯車2の内側において回転軸Ax1まわりで揺動(公転)するので、外歯31と内歯21とが部分的に噛み合うことになる。つまり、遊星歯車3が回転軸Ax1まわりを揺動することで、図4に示すように、外歯31を構成する複数の歯のうちの一部の歯が、内歯21を構成する複数の歯のうちの一部の歯に噛み合うことになる。結果的に、歯車装置1では、外歯31の一部を内歯21の一部に噛み合わせることが可能となる。 Furthermore, the pitch circle of the external teeth 31 is one size smaller than the pitch circle of the internal teeth 21. And, when the planetary gear 3 is inscribed in the internal gear 2, the center C1 of the pitch circle of the external teeth 31 is located at a position shifted by a distance ΔL (see FIG. 4) from the center of the pitch circle of the internal teeth 21 (rotation axis Ax1). Therefore, at least a part of the external teeth 31 faces the internal teeth 21 through a gap, and they do not mesh with each other in the entire circumferential direction. However, since the planetary gear 3 oscillates (revolves) around the rotation axis Ax1 inside the internal gear 2, the external teeth 31 and the internal teeth 21 partially mesh with each other. In other words, by oscillating the planetary gear 3 around the rotation axis Ax1, some of the teeth that make up the external teeth 31 mesh with some of the teeth that make up the internal teeth 21, as shown in FIG. 4. As a result, in the gear device 1, it is possible to mesh some of the external teeth 31 with some of the internal teeth 21.

ここで、内歯歯車2における内歯21の歯数は、遊星歯車3の外歯31の歯数よりもN(Nは正の整数)だけ多い。本実施形態では一例として、Nが「1」であって、遊星歯車3の(外歯31の)歯数は、内歯歯車2の(内歯21の)歯数よりも「1」多い。このような遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差は、歯車装置1での入力回転に対する出力回転の減速比を規定する。 Here, the number of teeth of the internal teeth 21 of the internal gear 2 is N (N is a positive integer) more than the number of teeth of the external teeth 31 of the planetary gear 3. In this embodiment, as an example, N is "1", and the number of teeth (of the external teeth 31) of the planetary gear 3 is "1" more than the number of teeth (of the internal teeth 21) of the internal gear 2. Such a difference in the number of teeth between the planetary gear 3 and the internal gear 2 defines the reduction ratio of the output rotation to the input rotation in the gear device 1.

また、本実施形態では一例として、遊星歯車3の厚みは、内歯歯車2における歯車本体22の厚みよりも小さい。さらに、外歯31の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法は、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法よりも小さい。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向においては、内歯21の歯筋の範囲内に、外歯31が収まることになる。 In this embodiment, as an example, the thickness of the planetary gear 3 is smaller than the thickness of the gear body 22 in the internal gear 2. Furthermore, the dimension of the external teeth 31 in the tooth trace direction (direction parallel to the rotation axis Ax1) is smaller than the dimension of the internal teeth 21 in the tooth trace direction (direction parallel to the rotation axis Ax1). In other words, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the external teeth 31 are contained within the range of the tooth trace of the internal teeth 21.

本実施形態では、上述したように、遊星歯車3の自転成分相当の回転が、軸受け部材6の内輪61と一体化された出力軸の回転(出力回転)として取り出される。そのため、遊星歯車3は、複数の内ピン4にて内輪61と連結される。遊星歯車3には、図5A及び図5Bに示すように、複数の内ピン4を挿入するための複数の遊嵌孔32が形成されている。遊嵌孔32は内ピン4と同数だけ設けられており、本実施形態では一例として、遊嵌孔32及び内ピン4は、18個ずつ設けられている。複数の遊嵌孔32の各々は、円形状に開口しており、遊星歯車3を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数(ここでは18個)の遊嵌孔32は、開口部33と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。 In this embodiment, as described above, the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 is taken out as the rotation (output rotation) of the output shaft integrated with the inner ring 61 of the bearing member 6. Therefore, the planetary gear 3 is connected to the inner ring 61 by a plurality of inner pins 4. As shown in FIG. 5A and FIG. 5B, the planetary gear 3 has a plurality of loose fitting holes 32 for inserting a plurality of inner pins 4. The loose fitting holes 32 are provided in the same number as the inner pins 4, and in this embodiment, as an example, 18 loose fitting holes 32 and 18 inner pins 4 are provided. Each of the multiple loose fitting holes 32 is a hole that opens in a circular shape and penetrates the planetary gear 3 along the thickness direction. The multiple (here, 18) loose fitting holes 32 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a virtual circle concentric with the opening 33.

複数の内ピン4は、遊星歯車3と軸受け部材6の内輪61とを連結する部品である。複数の内ピン4の各々は、円柱状に形成されている。複数の内ピン4の直径及び長さは、複数の内ピン4において共通である。内ピン4の直径は、遊嵌孔32の直径よりも一回り小さい。これにより、内ピン4は、遊嵌孔32の内周面321との間に、空間的な余裕(隙間)を確保した状態で遊嵌孔32に挿入される(図4参照)。 The multiple inner pins 4 are components that connect the planetary gear 3 and the inner ring 61 of the bearing member 6. Each of the multiple inner pins 4 is formed in a cylindrical shape. The diameter and length of the multiple inner pins 4 are the same for all of the multiple inner pins 4. The diameter of the inner pin 4 is one size smaller than the diameter of the loose fitting hole 32. As a result, the inner pin 4 is inserted into the loose fitting hole 32 with a spatial margin (gap) secured between the inner circumferential surface 321 of the loose fitting hole 32 (see FIG. 4).

軸受け部材6は、外輪62及び内輪61を有し、歯車装置1の出力を外輪62に対する内輪61の回転として取り出すための部品である。軸受け部材6は、外輪62及び内輪61に加えて、複数の転動体63(図3参照)と、を有している。 The bearing member 6 has an outer ring 62 and an inner ring 61, and is a component for extracting the output of the gear device 1 as the rotation of the inner ring 61 relative to the outer ring 62. In addition to the outer ring 62 and the inner ring 61, the bearing member 6 also has a number of rolling elements 63 (see FIG. 3).

外輪62及び内輪61は、図6A及び図6Bに示すように、いずれも環状の部品である。外輪62及び内輪61は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。内輪61は、外輪62よりも一回り小さく、外輪62の内側に配置される。ここで、外輪62の内径は内輪61の外径よりも大きいため、外輪62の内周面と内輪61の外周面との間には隙間が生じる。 As shown in Figures 6A and 6B, the outer ring 62 and the inner ring 61 are both annular components. The outer ring 62 and the inner ring 61 both have an annular shape that is a perfect circle in a plan view. The inner ring 61 is one size smaller than the outer ring 62 and is disposed inside the outer ring 62. Here, since the inner diameter of the outer ring 62 is larger than the outer diameter of the inner ring 61, a gap is generated between the inner peripheral surface of the outer ring 62 and the outer peripheral surface of the inner ring 61.

内輪61は、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の保持孔611を有している。保持孔611は内ピン4と同数だけ設けられており、本実施形態では一例として、保持孔611は18個設けられている。複数の保持孔611の各々は、図6A及び図6Bに示すように、円形状に開口しており、内輪61を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数(ここでは18個)の保持孔611は、内輪61の外周と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。保持孔611の直径は、内ピン4の直径以上であって、遊嵌孔32の直径よりも小さい。 The inner ring 61 has a number of retaining holes 611 into which the inner pins 4 are respectively inserted. The number of retaining holes 611 is the same as the number of inner pins 4, and in this embodiment, as an example, 18 retaining holes 611 are provided. As shown in Figures 6A and 6B, each of the retaining holes 611 has a circular opening and is a hole that penetrates the inner ring 61 in the thickness direction. The multiple retaining holes 611 (here, 18) are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a virtual circle concentric with the outer periphery of the inner ring 61. The diameter of the retaining hole 611 is equal to or greater than the diameter of the inner pin 4 and smaller than the diameter of the loose fitting hole 32.

さらに、内輪61は出力軸と一体化され、内輪61の回転が出力軸の回転として取り出される。そのため、内輪61には、出力軸を取り付けるための複数の出力側取付穴612(図2参照)が形成されている。本実施形態では、複数の出力側取付穴612は、複数の保持孔611よりも内側であって、内輪61の外周と同心の仮想円上に配置されている。 Furthermore, the inner ring 61 is integrated with the output shaft, and the rotation of the inner ring 61 is taken out as the rotation of the output shaft. Therefore, the inner ring 61 is formed with a plurality of output side mounting holes 612 (see FIG. 2) for mounting the output shaft. In this embodiment, the plurality of output side mounting holes 612 are located inside the plurality of retaining holes 611 and are arranged on a virtual circle concentric with the outer periphery of the inner ring 61.

外輪62は、内歯歯車2の歯車本体22と共に、ケース10等の固定部材に固定される。そのため、外輪62には、固定用の複数の透孔621が形成されている。具体的には、図3に示すように、外輪62は、ケース10との間に歯車本体22を挟んだ状態で、透孔621及び歯車本体22の固定孔222を通る固定用のねじ(ボルト)60にて、ケース10に対して固定されている。 The outer ring 62 is fixed to a fixed member such as the case 10 together with the gear body 22 of the internal gear 2. For this reason, the outer ring 62 is formed with a plurality of through holes 621 for fixing. Specifically, as shown in FIG. 3, the outer ring 62 is fixed to the case 10 by fixing screws (bolts) 60 that pass through the through holes 621 and the fixing holes 222 of the gear body 22 with the gear body 22 sandwiched between the outer ring 62 and the case 10.

複数の転動体63は、外輪62と内輪61との間の隙間に配置されている。複数の転動体63は、外輪62の円周方向に並べて配置されている。複数の転動体63は、全て同一形状の金属部品であって、外輪62の円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。 The multiple rolling elements 63 are disposed in the gap between the outer ring 62 and the inner ring 61. The multiple rolling elements 63 are arranged in a line in the circumferential direction of the outer ring 62. The multiple rolling elements 63 are all metal parts of the same shape, and are provided at equal pitches over the entire circumferential area of the outer ring 62.

本実施形態では一例として、軸受け部材6は、クロスローラベアリングである。つまり、軸受け部材6は、転動体63として円筒状のコロを有している。そして、円筒状の転動体63の軸は、回転軸Ax1に直交する平面に対して45度の傾きを有し、かつ内輪61の外周に対して直交する。さらに、内輪61の円周方向において互いに隣接する一対の転動体63は、互いに軸方向が直交する向きに配置されている。このようなクロスローラベアリングからなる軸受け部材6では、ラジアル方向の荷重、スラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重、及び回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)のいずれをも受けやすくなる。しかも、1つの軸受け部材6によって、これら3種類の荷重に耐えることができ、必要な剛性を確保することができる。 In this embodiment, as an example, the bearing member 6 is a cross roller bearing. That is, the bearing member 6 has cylindrical rollers as rolling elements 63. The axis of the cylindrical rolling elements 63 is inclined at 45 degrees with respect to a plane perpendicular to the rotation axis Ax1, and perpendicular to the outer periphery of the inner ring 61. Furthermore, a pair of rolling elements 63 adjacent to each other in the circumferential direction of the inner ring 61 are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other. The bearing member 6 made of such a cross roller bearing is easily subjected to radial loads, thrust loads (directions along the rotation axis Ax1), and bending forces (bending moment loads) against the rotation axis Ax1. Moreover, a single bearing member 6 can withstand these three types of loads and ensure the necessary rigidity.

偏心軸7は、図7A及び図7Bに示すように、円筒状の部品である。偏心軸7は、軸心部71と、偏心部72と、を有している。軸心部71は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円筒状を有している。軸心部71の中心(中心軸)は、回転軸Ax1と一致する。偏心部72は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円盤状を有している。偏心部72の中心(中心軸)は、回転軸Ax1からずれた中心C1と一致する。ここで、回転軸Ax1と中心C1との間の距離ΔL(図7B参照)は、軸心部71に対する偏心部72の偏心量となる。偏心部72は、軸心部71の長手方向(軸方向)の中央部において、軸心部71の外周面から全周にわたって突出するフランジ形状をなす。上述した構成によれば、偏心軸7は、回転軸Ax1を中心に軸心部71が回転(自転)することで、偏心部72が偏心運動することになる。 As shown in Figures 7A and 7B, the eccentric shaft 7 is a cylindrical part. The eccentric shaft 7 has an axial center portion 71 and an eccentric portion 72. The axial center portion 71 has a cylindrical shape with at least the outer peripheral surface being a perfect circle in a plan view. The center (central axis) of the axial center portion 71 coincides with the rotation axis Ax1. The eccentric portion 72 has a disk shape with at least the outer peripheral surface being a perfect circle in a plan view. The center (central axis) of the eccentric portion 72 coincides with the center C1 shifted from the rotation axis Ax1. Here, the distance ΔL (see Figure 7B) between the rotation axis Ax1 and the center C1 is the eccentricity of the eccentric portion 72 with respect to the axial center portion 71. The eccentric portion 72 has a flange shape that protrudes from the outer peripheral surface of the axial center portion 71 over the entire circumference at the center of the longitudinal direction (axial direction) of the axial center portion 71. According to the above-described configuration, the eccentric shaft 7 rotates (spins) the axial center portion 71 about the rotation axis Ax1, causing the eccentric portion 72 to perform eccentric motion.

本実施形態では、軸心部71及び偏心部72は1つの金属部材にて一体に形成されており、これにより、シームレスな偏心軸7が実現される。このような形状の偏心軸7は、偏心体軸受け5と共に遊星歯車3に組み合わされる。そのため、遊星歯車3に偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされた状態で偏心軸7が回転すると、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動する。 In this embodiment, the shaft center portion 71 and the eccentric portion 72 are integrally formed from a single metal member, thereby realizing a seamless eccentric shaft 7. The eccentric shaft 7 having this shape is combined with the planetary gear 3 together with the eccentric body bearing 5. Therefore, when the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric body bearing 5 and the eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the planetary gear 3 oscillates around the rotation axis Ax1.

さらに、偏心軸7は、軸心部71を軸方向(長手方向)に貫通する貫通孔73を有している。貫通孔73は、軸心部71における軸方向の両端面に円形状に開口している。貫通孔73の中心(中心軸)は、回転軸Ax1と一致する。貫通孔73には、例えば、電源線及び信号線等のケーブル類を通すことが可能である。 Furthermore, the eccentric shaft 7 has a through hole 73 that passes through the shaft center portion 71 in the axial direction (longitudinal direction). The through hole 73 opens in a circular shape on both axial end faces of the shaft center portion 71. The center (central axis) of the through hole 73 coincides with the rotation axis Ax1. For example, cables such as power lines and signal lines can be passed through the through hole 73.

また、本実施形態では、駆動源101から、偏心軸7に入力としての回転力が加えられる。そのため、偏心軸7には、駆動源101につながる入力軸を取り付けるための複数の入力側取付穴74(図7A及び図7B参照)が形成されている。本実施形態では、複数の入力側取付穴74は、軸心部71の軸方向に一端面における貫通孔73の周囲であって、貫通孔73と同心の仮想円上に配置されている。 In addition, in this embodiment, a rotational force is applied as an input from the driving source 101 to the eccentric shaft 7. Therefore, the eccentric shaft 7 is formed with a plurality of input side mounting holes 74 (see Figures 7A and 7B) for mounting an input shaft connected to the driving source 101. In this embodiment, the plurality of input side mounting holes 74 are arranged on a virtual circle concentric with the through hole 73 around the through hole 73 on one end face in the axial direction of the shaft center portion 71.

偏心体軸受け5は、偏心体外輪52及び偏心体内輪51を有し、偏心軸7の回転のうちの自転成分を吸収し、偏心軸7の自転成分を除いた偏心軸7の回転、つまり偏心軸7の揺動成分(公転成分)のみを遊星歯車3に伝達するための部品である。偏心体軸受け5は、偏心体外輪52及び偏心体内輪51に加えて、複数の転動体53(図3参照)を有している。 The eccentric bearing 5 has an eccentric outer ring 52 and an eccentric inner ring 51, and is a component that absorbs the rotational component of the rotation of the eccentric shaft 7 and transmits only the rotation of the eccentric shaft 7 excluding the rotational component of the eccentric shaft 7, that is, only the oscillation component (revolution component) of the eccentric shaft 7, to the planetary gear 3. In addition to the eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51, the eccentric bearing 5 has multiple rolling elements 53 (see Figure 3).

偏心体外輪52及び偏心体内輪51は、いずれも環状の部品である。偏心体外輪52及び偏心体内輪51は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。偏心体内輪51は、偏心体外輪52よりも一回り小さく、偏心体外輪52の内側に配置される。ここで、偏心体外輪52の内径は偏心体内輪51の外径よりも大きいため、偏心体外輪52の内周面と偏心体内輪51の外周面との間には隙間が生じる。 The eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51 are both annular parts. The eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51 both have an annular shape that is a perfect circle in a plan view. The eccentric inner ring 51 is one size smaller than the eccentric outer ring 52 and is disposed inside the eccentric outer ring 52. Here, since the inner diameter of the eccentric outer ring 52 is larger than the outer diameter of the eccentric inner ring 51, a gap is generated between the inner peripheral surface of the eccentric outer ring 52 and the outer peripheral surface of the eccentric inner ring 51.

複数の転動体53は、偏心体外輪52と偏心体内輪51との間の隙間に配置されている。複数の転動体53は、偏心体外輪52の円周方向に並べて配置されている。複数の転動体53は、全て同一形状の金属部品であって、偏心体外輪52の円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。本実施形態では一例として、偏心体軸受け5は、転動体53としてボールを用いた深溝玉軸受けからなる。 The multiple rolling elements 53 are arranged in the gap between the eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51. The multiple rolling elements 53 are arranged in a line in the circumferential direction of the eccentric outer ring 52. The multiple rolling elements 53 are all metal parts of the same shape, and are provided at equal pitches over the entire circumferential area of the eccentric outer ring 52. In this embodiment, as an example, the eccentric bearing 5 is a deep groove ball bearing that uses balls as the rolling elements 53.

ここで、偏心体内輪51の内径は、偏心軸7における偏心部72の外径と一致する。偏心体軸受け5は、偏心体内輪51に偏心軸7の偏心部72が挿入された状態で、偏心軸7と組み合わされる。また、偏心体外輪52の外径は、遊星歯車3における開口部33の内径(直径)と一致する。偏心体軸受け5は、遊星歯車3の開口部33に偏心体外輪52が嵌め込まれた状態で、遊星歯車3と組み合わされる。言い換えれば、遊星歯車3の開口部33には、偏心軸7の偏心部72に装着された状態の偏心体軸受け5が収容される。 Here, the inner diameter of the eccentric inner ring 51 is equal to the outer diameter of the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7. The eccentric bearing 5 is combined with the eccentric shaft 7 with the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7 inserted into the eccentric inner ring 51. The outer diameter of the eccentric outer ring 52 is equal to the inner diameter (diameter) of the opening 33 of the planetary gear 3. The eccentric bearing 5 is combined with the planetary gear 3 with the eccentric outer ring 52 fitted into the opening 33 of the planetary gear 3. In other words, the opening 33 of the planetary gear 3 accommodates the eccentric bearing 5 attached to the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7.

また、本実施形態では一例として、偏心体軸受け5における偏心体内輪51の幅方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法は、偏心軸7の偏心部72の厚みと略同一である。偏心体外輪52の幅方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法は、偏心体内輪51の幅方向の寸法に比べてやや小さい。さらに、偏心体外輪52の幅方向の寸法は、遊星歯車3の厚みに比べて大きい。そのため、回転軸Ax1に平行な方向においては、偏心体軸受け5の範囲内に、遊星歯車3が収まることになる。一方で、偏心体外輪52の幅方向の寸法は、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法よりも小さい。そのため、回転軸Ax1に平行な方向においては、内歯歯車2の範囲内に、偏心体軸受け5が収まることになる。 In addition, in this embodiment, as an example, the width dimension (direction parallel to the rotation axis Ax1) of the eccentric inner ring 51 in the eccentric bearing 5 is approximately the same as the thickness of the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7. The width dimension (direction parallel to the rotation axis Ax1) of the eccentric outer ring 52 is slightly smaller than the width dimension of the eccentric inner ring 51. Furthermore, the width dimension of the eccentric outer ring 52 is larger than the thickness of the planetary gear 3. Therefore, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the planetary gear 3 fits within the range of the eccentric bearing 5. On the other hand, the width dimension of the eccentric outer ring 52 is smaller than the dimension in the tooth trace direction of the internal teeth 21 (direction parallel to the rotation axis Ax1). Therefore, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the eccentric bearing 5 fits within the range of the internal gear 2.

偏心体軸受け5及び偏心軸7が遊星歯車3に組み合わされた状態で、偏心軸7が回転すると、偏心体軸受け5においては、偏心体内輪51の中心C1からずれた回転軸Ax1まわりで偏心体内輪51が回転(偏心運動)する。このとき、偏心軸7の自転成分は偏心体軸受け5で吸収される。したがって、遊星歯車3には、偏心体軸受け5により、偏心軸7の自転成分を除いた偏心軸7の回転、つまり偏心軸7の揺動成分(公転成分)のみが伝達されることになる。よって、遊星歯車3に偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされた状態で偏心軸7が回転すると、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動する。 When the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric bearing 5 and the eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the eccentric inner ring 51 rotates (eccentrically moves) around the rotation axis Ax1 that is offset from the center C1 of the eccentric inner ring 51 in the eccentric bearing 5. At this time, the rotation component of the eccentric shaft 7 is absorbed by the eccentric bearing 5. Therefore, only the rotation of the eccentric shaft 7 excluding the rotation component of the eccentric shaft 7, that is, only the oscillation component (revolution component) of the eccentric shaft 7 is transmitted to the planetary gear 3 by the eccentric bearing 5. Therefore, when the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric bearing 5 and the eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the planetary gear 3 oscillates around the rotation axis Ax1.

支持体8は、図8A及び図8Bに示すように、環状に形成され、複数の内ピン4を支持する部品である。支持体8は、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の支持孔82を有している。支持孔82は内ピン4と同数だけ設けられており、本実施形態では一例として、支持孔82は18個設けられている。複数の支持孔82の各々は、図8A及び図8Bに示すように、円形状に開口しており、支持体8を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数(ここでは18個)の支持孔82は、支持体8の外周面81と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。支持孔82の直径は、内ピン4の直径以上であって、遊嵌孔32の直径よりも小さい。本実施形態では一例として、支持孔82の直径は、内輪61に形成されている保持孔611の直径と等しい。 As shown in Figs. 8A and 8B, the support 8 is an annular component that supports multiple inner pins 4. The support 8 has multiple support holes 82 into which the multiple inner pins 4 are inserted. The support holes 82 are provided in the same number as the inner pins 4, and in this embodiment, as an example, 18 support holes 82 are provided. As shown in Figs. 8A and 8B, each of the multiple support holes 82 opens in a circular shape and penetrates the support 8 in the thickness direction. The multiple (here, 18) support holes 82 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a virtual circle concentric with the outer circumferential surface 81 of the support 8. The diameter of the support hole 82 is equal to or greater than the diameter of the inner pin 4 and smaller than the diameter of the loose fitting hole 32. In this embodiment, as an example, the diameter of the support hole 82 is equal to the diameter of the retaining hole 611 formed in the inner ring 61.

支持体8は、図3に示すように、回転軸Ax1の一方側(入力側)から遊星歯車3に対向するように配置される。そして、複数の支持孔82に複数の内ピン4が挿入されることで、支持体8は、複数の内ピン4を束ねるように機能する。さらに、支持体8は、外周面81を複数の外ピン23に接触させることにより位置規制されている。これにより、複数の外ピン23によって支持体8の芯出しが行われ、結果的に、支持体8に支持されている複数の内ピン4についても、複数の外ピン23にて芯出しが行われる。支持体8については、「(3.3)支持体」の欄で詳しく説明する。 As shown in FIG. 3, the support 8 is disposed so as to face the planetary gear 3 from one side (input side) of the rotation axis Ax1. The inner pins 4 are inserted into the support holes 82, and the support 8 functions to bundle the inner pins 4. Furthermore, the position of the support 8 is restricted by contacting the outer peripheral surface 81 with the outer pins 23. This allows the support 8 to be centered by the outer pins 23, and as a result, the inner pins 4 supported by the support 8 are also centered by the outer pins 23. The support 8 will be described in detail in the "(3.3) Support" section.

第1ベアリング91及び第2ベアリング92は、それぞれ偏心軸7の軸心部71に装着される。具体的には、第1ベアリング91及び第2ベアリング92は、図3に示すように、回転軸Ax1に平行な方向において偏心部72を挟むように、軸心部71における偏心部72の両側に装着される。第1ベアリング91は、偏心部72から見て、回転軸Ax1の入力側に配置される。第2ベアリング92は、偏心部72から見て、回転軸Ax1の出力側に配置される。第1ベアリング91は、ケース10に対して偏心軸7を回転可能に保持する。第2ベアリング92は、軸受け部材6の内輪61に対して偏心軸7を回転可能に保持する。これにより、偏心軸7の軸心部71は、回転軸Ax1に平行な方向における偏心部72の両側の2箇所において、回転可能に保持されることになる。 The first bearing 91 and the second bearing 92 are each mounted on the axial center portion 71 of the eccentric shaft 7. Specifically, as shown in FIG. 3, the first bearing 91 and the second bearing 92 are mounted on both sides of the eccentric portion 72 in the axial center portion 71 so as to sandwich the eccentric portion 72 in a direction parallel to the rotation axis Ax1. The first bearing 91 is disposed on the input side of the rotation axis Ax1 as viewed from the eccentric portion 72. The second bearing 92 is disposed on the output side of the rotation axis Ax1 as viewed from the eccentric portion 72. The first bearing 91 holds the eccentric shaft 7 rotatably relative to the case 10. The second bearing 92 holds the eccentric shaft 7 rotatably relative to the inner ring 61 of the bearing member 6. As a result, the axial center portion 71 of the eccentric shaft 7 is rotatably held at two locations on both sides of the eccentric portion 72 in a direction parallel to the rotation axis Ax1.

ケース10は、円筒状であって、回転軸Ax1の出力側に、フランジ部11を有している。フランジ部11には、ケース10自体を固定するための複数の設置孔111が形成されている。また、ケース10における回転軸Ax1の出力側の端面には、軸受け孔12が形成されている。軸受け孔12は、円形状に開口している。軸受け孔12内に第1ベアリング91が嵌め込まれることにより、ケース10に対して第1ベアリング91が取り付けられる。 The case 10 is cylindrical and has a flange portion 11 on the output side of the rotating shaft Ax1. The flange portion 11 has a plurality of mounting holes 111 for fixing the case 10 itself. A bearing hole 12 is formed in the end face of the case 10 on the output side of the rotating shaft Ax1. The bearing hole 12 has a circular opening. The first bearing 91 is attached to the case 10 by fitting it into the bearing hole 12.

また、ケース10における回転軸Ax1の出力側の端面であって、軸受け孔12の周囲には、複数のねじ穴13が形成されている。複数のねじ穴13は、内歯歯車2の歯車本体22及び軸受け部材6の外輪62をケース10に固定するために用いられる。具体的には、固定用のねじ60が、外輪62の透孔621及び歯車本体22の固定孔222を通して、ねじ穴13に締め付けられることにより、歯車本体22及び外輪62がケース10に対して固定される。 In addition, multiple screw holes 13 are formed around the bearing hole 12 on the output side end face of the rotation axis Ax1 in the case 10. The multiple screw holes 13 are used to fix the gear body 22 of the internal gear 2 and the outer ring 62 of the bearing member 6 to the case 10. Specifically, the fixing screw 60 is passed through the through hole 621 of the outer ring 62 and the fixing hole 222 of the gear body 22 and tightened into the screw hole 13, thereby fixing the gear body 22 and the outer ring 62 to the case 10.

また、本実施形態に係る歯車装置1は、図3に示すように、複数のオイルシール14,15,16等を更に備えている。オイルシール14は、偏心軸7における回転軸Ax1の入力側の端部に装着され、ケース10と偏心軸7(軸心部71)との間の隙間を塞いでいる。オイルシール15は、偏心軸7における回転軸Ax1の出力側の端部に装着され、内輪61と偏心軸7(軸心部71)との間の隙間を塞いでいる。オイルシール16は、軸受け部材6における回転軸Ax1の出力側の端面に装着され、内輪61と外輪62との間の隙間を塞いでいる。これら複数のオイルシール14,15,16で密閉された空間は、潤滑剤保持空間17(図9参照)を構成する。潤滑剤保持空間17は、軸受け部材6の内輪61と外輪62との間の空間を含む。さらに、潤滑剤保持空間17内には、複数の外ピン23、遊星歯車3、偏心体軸受け5、支持体8、第1ベアリング91及び第2ベアリング92等が収容される。 As shown in FIG. 3, the gear device 1 according to this embodiment further includes a plurality of oil seals 14, 15, 16, etc. The oil seal 14 is attached to the input side end of the rotating shaft Ax1 of the eccentric shaft 7, and closes the gap between the case 10 and the eccentric shaft 7 (shaft center portion 71). The oil seal 15 is attached to the output side end of the rotating shaft Ax1 of the eccentric shaft 7, and closes the gap between the inner ring 61 and the eccentric shaft 7 (shaft center portion 71). The oil seal 16 is attached to the output side end face of the rotating shaft Ax1 of the bearing member 6, and closes the gap between the inner ring 61 and the outer ring 62. The space sealed by these plurality of oil seals 14, 15, 16 constitutes a lubricant retention space 17 (see FIG. 9). The lubricant retention space 17 includes the space between the inner ring 61 and the outer ring 62 of the bearing member 6. Furthermore, the lubricant retention space 17 contains multiple outer pins 23, planetary gears 3, eccentric bearings 5, support 8, first bearing 91, second bearing 92, etc.

そして、潤滑剤保持空間17には、潤滑剤が注入されている。潤滑剤は液体であって、潤滑剤保持空間内17を流動可能である。そのため、歯車装置1の使用時においては、例えば、複数の外ピン23からなる内歯21と遊星歯車3の外歯31との噛み合い部位には、潤滑剤が入り込む。本開示でいう「液体」は、液状又はゲル状の物質を含む。ここでいう「ゲル状」は、液体と固体との中間の性質を有する状態を意味し、液相と固相との2つの相からなるコロイド(colloid)の状態を含む。例えば、分散媒が液相であって、分散質が液相であるエマルション(emulsion)、分散質が固相であるサスペンション(suspension)等の、ゲル(gel)又はゾル(sol)と呼ばれる状態が「ゲル状」に含まれる。また、分散媒が固相であって、分散質が液相である状態も、「ゲル状」に含まれる。本実施形態では一例として、潤滑剤は、液状の潤滑油(オイル)である。 The lubricant is injected into the lubricant retaining space 17. The lubricant is liquid and can flow in the lubricant retaining space 17. Therefore, when the gear device 1 is used, the lubricant enters, for example, the meshing portion between the internal teeth 21 consisting of the multiple outer pins 23 and the external teeth 31 of the planetary gear 3. In this disclosure, the term "liquid" includes liquid or gel-like substances. The term "gel-like" here means a state having intermediate properties between liquid and solid, and includes a colloidal state consisting of two phases, a liquid phase and a solid phase. For example, the term "gel-like" includes a state called a gel or sol, such as an emulsion in which the dispersion medium is in a liquid phase and the dispersoid is in a liquid phase, and a suspension in which the dispersoid is in a solid phase. The term "gel-like" also includes a state in which the dispersion medium is in a solid phase and the dispersoid is in a liquid phase. In this embodiment, as an example, the lubricant is a liquid lubricating oil (oil).

上述した構成の歯車装置1では、偏心軸7に入力としての回転力が加えられて、偏心軸7が回転軸Ax1を中心に回転することで、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動(公転)する。このとき、遊星歯車3は、内歯歯車2の内側で内歯歯車2に対して内接し、外歯31の一部が内歯21の一部に噛み合った状態で揺動するので、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動する。これにより、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。そして、軸受け部材6の内輪61には、複数の内ピン4により、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達される。その結果、内輪61に一体化された出力軸からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られることになる。 In the gear device 1 having the above-mentioned configuration, a rotational force is applied to the eccentric shaft 7 as an input, and the eccentric shaft 7 rotates around the rotation axis Ax1, causing the planetary gear 3 to oscillate (revolve) around the rotation axis Ax1. At this time, the planetary gear 3 is inscribed in the internal gear 2 inside the internal gear 2, and oscillates with a part of the external teeth 31 meshing with a part of the internal teeth 21, so that the meshing position between the internal teeth 21 and the external teeth 31 moves in the circumferential direction of the internal gear 2. As a result, a relative rotation according to the difference in the number of teeth between the planetary gear 3 and the internal gear 2 occurs between the two gears (the internal gear 2 and the planetary gear 3). The rotation (rotation component) of the planetary gear 3, excluding the oscillation component (revolution component) of the planetary gear 3, is transmitted to the inner ring 61 of the bearing member 6 by the multiple inner pins 4. As a result, a rotation output reduced at a relatively high reduction ratio according to the difference in the number of teeth between the two gears is obtained from the output shaft integrated with the inner ring 61.

ところで、本実施形態に係る歯車装置1においては、上述したように、内歯歯車2と遊星歯車3との歯数差は、歯車装置1での入力回転に対する出力回転の減速比を規定することになる。つまり、内歯歯車2の歯数を「V1」、遊星歯車3の歯数を「V2」とした場合、減速比R1は、下記式1で表される。 As described above, in the gear device 1 according to this embodiment, the difference in the number of teeth between the internal gear 2 and the planetary gear 3 determines the reduction ratio of the output rotation to the input rotation in the gear device 1. In other words, if the number of teeth of the internal gear 2 is "V1" and the number of teeth of the planetary gear 3 is "V2," the reduction ratio R1 is expressed by the following formula 1.

R1=V2/(V1-V2) (式1)
要するに、内歯歯車2と遊星歯車3との歯数差(V1-V2)が小さいほど、減速比R1は大きくなる。一例として、内歯歯車2の歯数V1が「52」、遊星歯車3の歯数V2が「51」、その歯数差(V1-V2)が「1」であるので、上記式1より、減速比R1は「51」となる。この場合、回転軸Ax1の入力側から見て、偏心軸7が回転軸Ax1を中心に時計回りに1周(360度)回転すると、内輪61は回転軸Ax1を中心に歯数差「1」の分(つまり約7.06度)だけ反時計回りに回転する。
R1=V2/(V1-V2) (Equation 1)
In short, the smaller the difference in the number of teeth (V1-V2) between the internal gear 2 and the planetary gear 3, the larger the reduction ratio R1. As an example, the number of teeth V1 of the internal gear 2 is "52", the number of teeth V2 of the planetary gear 3 is "51", and the difference in the number of teeth (V1-V2) is "1", so from the above formula 1, the reduction ratio R1 is "51". In this case, when viewed from the input side of the rotation axis Ax1, when the eccentric shaft 7 rotates one revolution (360 degrees) clockwise around the rotation axis Ax1, the inner ring 61 rotates counterclockwise around the rotation axis Ax1 by the difference in the number of teeth of "1" (i.e., approximately 7.06 degrees).

本実施形態に係る歯車装置1によれば、このように高い減速比R1が、1段の歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の組み合わせで実現可能である。 With the gear device 1 according to this embodiment, such a high reduction ratio R1 can be achieved with a combination of one gear stage (internal gear 2 and planetary gear 3).

また、歯車装置1は、少なくとも、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、軸受け部材6と、支持体8と、を備えていればよく、例えば、スプラインブッシュ等を構成要素として更に備えていてもよい。 The gear device 1 must include at least an internal gear 2, a planetary gear 3, a number of internal pins 4, a bearing member 6, and a support 8, and may further include other components such as a spline bush.

ところで、本実施形態に係る歯車装置1のように、高速回転側となる入力回転が偏心運動を伴う場合、高速回転する回転体の重量バランスがとれていないと、振動等につながる可能性があるため、カウンタウェイト等を用いて重量バランスをとることがある。すなわち、偏心体内輪51及び偏心体内輪51と共に回転する部材(偏心軸7)の少なくとも一方からなる回転体が高速で偏心運動することから、当該回転体の回転軸Ax1に対する重量バランスをとることが好ましい。本実施形態では、図3及び図4に示すように、偏心軸7における偏心部72の一部に、空隙75を設けることによって、回転軸Ax1に対する回転体の重量バランスをとる。 In the case of the gear device 1 according to the present embodiment, when the input rotation on the high-speed rotating side is accompanied by eccentric motion, if the weight balance of the rotating body rotating at high speed is not maintained, it may lead to vibration, etc., so a counterweight or the like may be used to balance the weight. That is, since a rotating body consisting of at least one of the eccentric inner ring 51 and a member (eccentric shaft 7) rotating with the eccentric inner ring 51 moves eccentrically at high speed, it is preferable to balance the weight of the rotating body with respect to the rotation axis Ax1. In this embodiment, as shown in Figures 3 and 4, a gap 75 is provided in a part of the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7, thereby balancing the weight of the rotating body with respect to the rotation axis Ax1.

要するに、本実施形態では、カウンタウェイト等を付加するのではなく、回転体(ここでは偏心軸7)の一部を肉抜きすることで軽量化し、これによって回転軸Ax1に対する回転体の重量バランスをとっている。すなわち、本実施形態に係る歯車装置1は、遊星歯車3に形成された開口部33に収容され、遊星歯車3を揺動させる偏心体軸受け5を備えている。偏心体軸受け5は、偏心体外輪52及び偏心体外輪52の内側に配置される偏心体内輪51を有する。偏心体内輪51及び偏心体内輪51と共に回転する部材の少なくとも一方からなる回転体は、偏心体内輪51の回転軸Ax1から見て、偏心体外輪52の中心C1側の一部に空隙75を有する。本実施形態では、偏心軸7が「偏心体内輪51と共に回転する部材」であって、「回転体」に相当する。したがって、偏心軸7の偏心部72に形成された空隙75が、回転体の空隙75に相当する。この空隙75は、図3及び図4に示すように、回転軸Ax1から見て中心C1側の位置にあるので、偏心軸7の重量バランスを、回転軸Ax1から周方向に均等に近づけるように作用する。 In short, in this embodiment, instead of adding a counterweight or the like, a part of the rotating body (here, the eccentric shaft 7) is hollowed out to reduce its weight, thereby balancing the weight of the rotating body with respect to the rotation axis Ax1. That is, the gear device 1 according to this embodiment is provided with an eccentric bearing 5 that is housed in an opening 33 formed in the planetary gear 3 and swings the planetary gear 3. The eccentric bearing 5 has an eccentric outer ring 52 and an eccentric inner ring 51 that is arranged inside the eccentric outer ring 52. A rotating body consisting of at least one of the eccentric inner ring 51 and a member that rotates with the eccentric inner ring 51 has a gap 75 in a part on the center C1 side of the eccentric outer ring 52 as viewed from the rotation axis Ax1 of the eccentric inner ring 51. In this embodiment, the eccentric shaft 7 is a "member that rotates with the eccentric inner ring 51" and corresponds to a "rotating body". Therefore, the gap 75 formed in the eccentric part 72 of the eccentric shaft 7 corresponds to the gap 75 of the rotating body. As shown in Figures 3 and 4, this gap 75 is located on the center C1 side when viewed from the rotation axis Ax1, so it acts to make the weight balance of the eccentric shaft 7 closer to even in the circumferential direction from the rotation axis Ax1.

より詳細には、空隙75は、偏心体内輪51の回転軸Ax1に沿って回転体を貫通する貫通孔73の内周面に形成された凹部を含む。つまり、本実施形態では、回転体は偏心軸7であるので、偏心軸7を回転軸Ax1に沿って貫通する貫通孔73の内周面に形成された凹部が、空隙75として機能する。このように、貫通孔73の内周面に形成された凹部を空隙75として利用することで、外観上の変更を伴わずに、回転体の重量バランスをとることが可能となる。 More specifically, the gap 75 includes a recess formed on the inner circumferential surface of a through hole 73 that penetrates the rotor along the rotation axis Ax1 of the eccentric inner ring 51. That is, in this embodiment, since the rotor is an eccentric shaft 7, the recess formed on the inner circumferential surface of the through hole 73 that penetrates the eccentric shaft 7 along the rotation axis Ax1 functions as the gap 75. In this way, by using the recess formed on the inner circumferential surface of the through hole 73 as the gap 75, it is possible to balance the weight of the rotor without changing the appearance.

本実施形態では、内歯歯車2は「第1歯車」の一例であって、遊星歯車3は「第2歯車」の一例である。すなわち、第1歯車は、環状の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有する内歯歯車2である。複数の外ピン23は、歯車本体22の内周面221に形成された複数の内周溝223に自転可能な状態で保持され、内歯21を構成する。第2歯車は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する遊星歯車3である。この歯車装置1では、回転軸Ax1を中心に遊星歯車3を揺動させることにより、遊星歯車3を内歯歯車2に対して相対的に回転させる。 In this embodiment, the internal gear 2 is an example of a "first gear," and the planetary gear 3 is an example of a "second gear." That is, the first gear is an internal gear 2 having an annular gear body 22 and a number of outer pins 23. The outer pins 23 are rotatably held in a number of inner circumferential grooves 223 formed on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22, forming the internal teeth 21. The second gear is a planetary gear 3 having external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. In this gear device 1, the planetary gear 3 is oscillated about the rotation axis Ax1, thereby rotating the planetary gear 3 relative to the internal gear 2.

(3.2)内ピンの自転構造
次に、本実施形態に係る歯車装置1の内ピン4の自転構造について、図9を参照して、より詳細に説明する。図9は、図3の領域Z1の拡大図である。
(3.2) Rotation Structure of Inner Pin Next, the rotation structure of the inner pin 4 of the gear device 1 according to this embodiment will be described in more detail with reference to Fig. 9. Fig. 9 is an enlarged view of region Z1 in Fig. 3.

まず前提として、複数の内ピン4は、上述したように、遊星歯車3と軸受け部材6の内輪61とを連結する部品である。具体的には、内ピン4の長手方向の一端部(本実施形態では回転軸Ax1の入力側の端部)は、遊星歯車3の遊嵌孔32に挿入され、内ピン4の長手方向の他端部(本実施形態では回転軸Ax1の出力側の端部)は、内輪61の保持孔611に挿入されている。 First, as a premise, as described above, the multiple inner pins 4 are components that connect the planetary gear 3 and the inner ring 61 of the bearing member 6. Specifically, one longitudinal end of the inner pin 4 (in this embodiment, the end on the input side of the rotation axis Ax1) is inserted into the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3, and the other longitudinal end of the inner pin 4 (in this embodiment, the end on the output side of the rotation axis Ax1) is inserted into the retaining hole 611 of the inner ring 61.

ここで、内ピン4の直径は、遊嵌孔32の直径よりも一回り小さいので、内ピン4と遊嵌孔32の内周面321との間には隙間が確保され、内ピン4は、遊嵌孔32内を移動可能、つまり遊嵌孔32の中心に対して相対的に移動可能である。一方、保持孔611の直径は、内ピン4の直径以上ではあるものの、遊嵌孔32の直径よりも小さい。本実施形態では、保持孔611の直径は、内ピン4の直径と略同一であって、内ピン4の直径よりも僅かに大きい。そのため、内ピン4は、保持孔611内での移動が規制、つまり保持孔611の中心に対する相対的な移動が禁止される。したがって、内ピン4は、遊星歯車3においては遊嵌孔32内を公転可能な状態で保持され、内輪61に対しては保持孔611内を公転不能な状態で保持される。これにより、遊星歯車3の揺動成分、つまり遊星歯車3の公転成分は、遊嵌孔32と内ピン4との遊嵌によって吸収され、内輪61には、複数の内ピン4により、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達される。 Here, since the diameter of the inner pin 4 is slightly smaller than the diameter of the loose fitting hole 32, a gap is secured between the inner pin 4 and the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32, and the inner pin 4 can move within the loose fitting hole 32, that is, it can move relatively to the center of the loose fitting hole 32. On the other hand, the diameter of the retaining hole 611 is equal to or larger than the diameter of the inner pin 4, but is smaller than the diameter of the loose fitting hole 32. In this embodiment, the diameter of the retaining hole 611 is approximately the same as the diameter of the inner pin 4, and is slightly larger than the diameter of the inner pin 4. Therefore, the movement of the inner pin 4 within the retaining hole 611 is restricted, that is, the movement relative to the center of the retaining hole 611 is prohibited. Therefore, the inner pin 4 is held in a state in which it can revolve within the loose fitting hole 32 in the planetary gear 3, and is held in a state in which it cannot revolve within the retaining hole 611 relative to the inner ring 61. As a result, the oscillation component of the planetary gear 3, i.e., the revolution component of the planetary gear 3, is absorbed by the loose fit between the loose fit hole 32 and the inner pin 4, and the rotation (rotation component) of the planetary gear 3, excluding the oscillation component (revolution component) of the planetary gear 3, is transmitted to the inner ring 61 by the multiple inner pins 4.

ところで、本実施形態では、内ピン4の直径が保持孔611よりも僅かに大きいことで、内ピン4は、保持孔611に挿入された状態において、保持孔611内での公転は禁止されるものの、保持孔611内での自転は可能である。つまり、内ピン4は、保持孔611に挿入された状態でも、保持孔611に圧入される訳ではないので、保持孔611内で自転可能である。このように、本実施形態に係る歯車装置1では、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61に保持されるので、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4自体が自転可能である。 In this embodiment, the diameter of the inner pin 4 is slightly larger than the retaining hole 611, so that the inner pin 4 is prohibited from revolving within the retaining hole 611 when inserted into the retaining hole 611, but is able to rotate within the retaining hole 611. In other words, even when inserted into the retaining hole 611, the inner pin 4 is not pressed into the retaining hole 611, so it is able to rotate within the retaining hole 611. In this way, in the gear device 1 according to this embodiment, each of the multiple inner pins 4 is held by the inner ring 61 in a rotatable state, so that the inner pin 4 itself can rotate when it revolves within the loose fitting hole 32.

要するに、本実施形態においては、内ピン4は、遊星歯車3に対しては遊嵌孔32内での公転及び自転の両方が可能な状態で保持され、内輪61に対しては保持孔611内での自転のみが可能な状態で保持される。つまり、複数の内ピン4は、各々の自転が拘束されない状態(自転可能な状態)で、回転軸Ax1を中心に回転(公転)可能であって、かつ複数の遊嵌孔32内で公転可能である。したがって、複数の内ピン4にて遊星歯車3の回転(自転成分)を内輪61に伝達するに際しては、内ピン4は、遊嵌孔32内で公転及び自転をしつつ、保持孔611内で自転することができる。そのため、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4は、自転可能な状態にあるので、遊嵌孔32の内周面321に対して転動することになる。言い換えれば、内ピン4は、遊嵌孔32の内周面321上を転がるようにして遊嵌孔32内で公転するので、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失が生じにくい。 In short, in this embodiment, the inner pin 4 is held in a state in which it can both revolve and rotate within the loose fitting hole 32 relative to the planetary gear 3, and is held in a state in which it can only rotate within the retaining hole 611 relative to the inner ring 61. In other words, the multiple inner pins 4 can rotate (revolve) around the rotation axis Ax1 and revolve within the multiple loose fitting holes 32 in a state in which their respective rotations are not restricted (a state in which they can rotate). Therefore, when the multiple inner pins 4 transmit the rotation (rotation component) of the planetary gear 3 to the inner ring 61, the inner pin 4 can rotate within the retaining hole 611 while revolving and rotating within the loose fitting hole 32. Therefore, when the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, the inner pin 4 is in a state in which it can rotate, and therefore rolls against the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32. In other words, the inner pin 4 revolves within the loose-fitting hole 32 by rolling on the inner circumferential surface 321 of the loose-fitting hole 32, so losses due to frictional resistance between the inner circumferential surface 321 of the loose-fitting hole 32 and the inner pin 4 are unlikely to occur.

このように、本実施形態に係る構成では、そもそも遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失が生じにくいので、内ローラを省略することが可能である。そこで、本実施形態では、複数の内ピン4の各々は、遊嵌孔32の内周面321に直接的に接触する構成を採用する。つまり、本実施形態では、内ローラが装着されていない状態の内ピン4を遊嵌孔32に挿入し、内ピン4が直接的に遊嵌孔32の内周面321に接触する構成とする。これにより、内ローラを省略できて、遊嵌孔32の径を比較的小さく抑えることができるので、遊星歯車3の小型化(特に小径化)が可能となり、歯車装置1全体としても小型化を図りやすくなる。遊星歯車3の寸法を一定とするのであれば、上記第1関連技術に比較して、例えば、内ピン4の数(本数)を増やして回転の伝達をスムーズにしたり、内ピン4を太くして強度を向上させたりすることも可能である。さらに、内ローラの分だけ部品点数を少なく抑えることができ、歯車装置1の低コスト化にもつながる。 In this way, in the configuration according to this embodiment, since loss due to frictional resistance between the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32 and the inner pin 4 is unlikely to occur in the first place, it is possible to omit the inner roller. Therefore, in this embodiment, a configuration is adopted in which each of the multiple inner pins 4 directly contacts the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32. In other words, in this embodiment, the inner pin 4 without the inner roller is inserted into the loose fitting hole 32, and the inner pin 4 directly contacts the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32. As a result, the inner roller can be omitted and the diameter of the loose fitting hole 32 can be kept relatively small, making it possible to reduce the size of the planetary gear 3 (especially the diameter), and making it easier to reduce the size of the gear device 1 as a whole. If the dimensions of the planetary gear 3 are constant, it is possible to increase the number (number) of inner pins 4 to smooth the transmission of rotation, or to thicken the inner pins 4 to improve strength, compared to the first related technology. Furthermore, the number of parts can be reduced by the amount of the inner roller, which also leads to lower costs for the gear device 1.

また、本実施形態に係る歯車装置1では、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されている。つまり、図9に示すように、回転軸Ax1に平行な方向においては、内ピン4は、その少なくとも一部が軸受け部材6と同じ位置に配置されている。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向における軸受け部材6の両端面間には、内ピン4の少なくとも一部が位置する。さらに言い換えれば、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の外輪62の内側に配置されることになる。本実施形態では、内ピン4のうち、回転軸Ax1の出力側の端部は、回転軸Ax1に平行な方向において、軸受け部材6と同じ位置にある。要するに、内ピン4のうちの回転軸Ax1の出力側の端部は、軸受け部材6の内輪61に形成された保持孔611に挿入されているので、少なくとも当該端部は、軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されることになる。 In the gear device 1 according to this embodiment, at least a portion of each of the inner pins 4 is disposed at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6. That is, as shown in FIG. 9, at least a portion of the inner pin 4 is disposed at the same position as the bearing member 6 in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, at least a portion of the inner pin 4 is located between both end faces of the bearing member 6 in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, at least a portion of each of the inner pins 4 is disposed inside the outer ring 62 of the bearing member 6. In this embodiment, the end of the inner pin 4 on the output side of the rotation axis Ax1 is at the same position as the bearing member 6 in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In short, the end of the inner pin 4 on the output side of the rotation axis Ax1 is inserted into the retaining hole 611 formed in the inner ring 61 of the bearing member 6, so that at least the end is disposed at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6.

このように、複数の内ピン4の各々の少なくとも一部が、軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されることで、回転軸Ax1に平行な方向における歯車装置1の寸法を小さく抑えることができる。つまり、軸受け部材6の軸方向に、軸受け部材6と内ピン4とが並ぶ(対向する)構成に比べて、本実施形態に係る歯車装置1では、回転軸Ax1に平行な方向における歯車装置1の寸法を小さくでき、歯車装置1の更なる小型化(薄型化)に貢献可能である。 In this way, at least a portion of each of the multiple inner pins 4 is positioned at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6, so that the dimensions of the gear device 1 in the direction parallel to the rotation axis Ax1 can be kept small. In other words, compared to a configuration in which the bearing member 6 and the inner pins 4 are lined up (opposed) in the axial direction of the bearing member 6, the gear device 1 according to this embodiment can reduce the dimensions of the gear device 1 in the direction parallel to the rotation axis Ax1, which can contribute to further miniaturization (thinning) of the gear device 1.

ここで、保持孔611における、回転軸Ax1の出力側の開口面は、例えば、内輪61と一体化される出力軸等に閉塞される。これにより、回転軸Ax1の出力側(図9の右側)への内ピン4の移動に関しては、内輪61と一体化される出力軸等で規制される。 The open surface of the retaining hole 611 on the output side of the rotating shaft Ax1 is closed by, for example, an output shaft that is integrated with the inner ring 61. As a result, movement of the inner pin 4 toward the output side of the rotating shaft Ax1 (the right side in FIG. 9) is restricted by the output shaft that is integrated with the inner ring 61.

また、本実施形態では、内輪61に対する内ピン4の自転が円滑になされるように、以下の構成を採用している。すなわち、内輪61に形成された保持孔611の内周面と内ピン4との間に、潤滑剤(潤滑油)を介在させることにより、内ピン4の自転を円滑にしている。特に本実施形態では、内輪61と外輪62との間には潤滑剤が注入される潤滑剤保持空間17が存在するので、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤を利用して、内ピン4の自転の円滑化を図る。 In addition, in this embodiment, the following configuration is adopted to ensure smooth rotation of the inner pin 4 relative to the inner ring 61. That is, the rotation of the inner pin 4 is made smooth by interposing a lubricant (lubricating oil) between the inner circumferential surface of the retaining hole 611 formed in the inner ring 61 and the inner pin 4. In particular, in this embodiment, a lubricant retention space 17 into which a lubricant is injected is present between the inner ring 61 and the outer ring 62, and the lubricant in the lubricant retention space 17 is used to smooth the rotation of the inner pin 4.

本実施形態では、図9に示すように、内輪61は、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の保持孔611と、複数の連結路64と、を有している。複数の連結路64は、内輪61と外輪62との間の潤滑剤保持空間17と複数の保持孔611との間をつなぐ。具体的には、内輪61には、保持孔611の内周面の一部であって転動体63に対応する部位から、ラジアル方向に延びる連結路64が形成されている。連結路64は、内輪61における外輪62との対向面における転動体63を収容する凹部(溝)の底面と、保持孔611の内周面との間を貫通する孔である。言い換えれば、連結路64の潤滑剤保持空間17側の開口面は、軸受け部材6の転動体63に臨む(対向する)位置に配置されている。このような連結路64を介して、潤滑剤保持空間17と保持孔611とが空間的につながる。 In this embodiment, as shown in FIG. 9, the inner ring 61 has a plurality of retaining holes 611 into which the plurality of inner pins 4 are respectively inserted, and a plurality of connecting passages 64. The plurality of connecting passages 64 connect the lubricant retaining space 17 between the inner ring 61 and the outer ring 62 and the plurality of retaining holes 611. Specifically, the inner ring 61 has a connecting passage 64 extending in the radial direction from a portion of the inner peripheral surface of the retaining hole 611 that corresponds to the rolling element 63. The connecting passage 64 is a hole that penetrates between the bottom surface of a recess (groove) that accommodates the rolling element 63 on the surface of the inner ring 61 facing the outer ring 62 and the inner peripheral surface of the retaining hole 611. In other words, the opening surface of the connecting passage 64 on the lubricant retaining space 17 side is arranged at a position facing (opposing) the rolling element 63 of the bearing member 6. The lubricant retaining space 17 and the retaining hole 611 are spatially connected via such a connecting passage 64.

上述した構成によれば、連結路64にて潤滑剤保持空間17と保持孔611とが連結されるので、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤が連結路64を通して保持孔611に供給されるようになる。つまり、軸受け部材6が動作して転動体63が回転すると、転動体63がポンプとして機能して、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤を、連結路64経由で保持孔611に送り込むことが可能である。特に、連結路64の潤滑剤保持空間17側の開口面が、軸受け部材6の転動体63に臨む(対向する)位置にあることで、転動体63の回転時に、転動体63がポンプとして効率的に作用する。その結果、保持孔611の内周面と内ピン4との間には潤滑剤が介在し、内輪61に対する内ピン4の自転の円滑化を図ることができる。 According to the above-mentioned configuration, the lubricant retaining space 17 and the retaining hole 611 are connected by the connecting passage 64, so that the lubricant in the lubricant retaining space 17 is supplied to the retaining hole 611 through the connecting passage 64. In other words, when the bearing member 6 operates and the rolling body 63 rotates, the rolling body 63 functions as a pump and can send the lubricant in the lubricant retaining space 17 to the retaining hole 611 via the connecting passage 64. In particular, since the opening surface of the connecting passage 64 on the lubricant retaining space 17 side is located in a position facing (opposing) the rolling body 63 of the bearing member 6, the rolling body 63 efficiently acts as a pump when the rolling body 63 rotates. As a result, the lubricant is interposed between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4, and the rotation of the inner pin 4 relative to the inner ring 61 can be smoothed.

(3.3)支持体
次に、本実施形態に係る歯車装置1の支持体8の構成について、図10を参照して、より詳細に説明する。図10は図3のB1-B1線断面図である。ただし、図10では、支持体8以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。また、図10では、内歯歯車2及び支持体8のみを図示し、その他の部品(内ピン4等)の図示を省略する。さらに、図10では、歯車本体22の内周面221の図示を省略している。
(3.3) Support Next, the configuration of the support 8 of the gear device 1 according to this embodiment will be described in more detail with reference to Fig. 10. Fig. 10 is a cross-sectional view taken along line B1-B1 in Fig. 3. However, in Fig. 10, hatching is omitted for parts other than the support 8, even in the cross section. Also, Fig. 10 shows only the internal gear 2 and the support 8, and omits illustration of other parts (such as the inner pin 4). Furthermore, Fig. 10 omits illustration of the inner circumferential surface 221 of the gear body 22.

まず前提として、支持体8は、上述したように、複数の内ピン4を支持する部品である。つまり、支持体8は、複数の内ピン4を束ねることにより、遊星歯車3の回転(自転成分)を内輪61に伝達する際の、複数の内ピン4にかかる荷重を分散する。具合的には、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の支持孔82を有している。本実施形態では一例として、支持孔82の直径は、内輪61に形成されている保持孔611の直径と等しい。そのため、支持体8は、複数の内ピン4の各々が自転可能な状態で、複数の内ピン4を支持する。つまり、複数の内ピン4の各々は、軸受け部材6の内輪61と支持体8とのいずれに対しても、自転可能な状態で保持されている。 First, as a premise, the support 8 is a component that supports the multiple inner pins 4, as described above. In other words, the support 8 bundles the multiple inner pins 4 together to distribute the load on the multiple inner pins 4 when transmitting the rotation (rotation component) of the planetary gear 3 to the inner ring 61. Specifically, it has multiple support holes 82 into which the multiple inner pins 4 are inserted. In this embodiment, as an example, the diameter of the support hole 82 is equal to the diameter of the retaining hole 611 formed in the inner ring 61. Therefore, the support 8 supports the multiple inner pins 4 in a state in which each of the multiple inner pins 4 can rotate on its own axis. In other words, each of the multiple inner pins 4 is held in a state in which it can rotate on its own axis with respect to both the inner ring 61 of the bearing member 6 and the support 8.

このように、支持体8は、周方向及び径方向の両方について、複数の内ピン4の支持体8に対する位置決めを行う。つまり、内ピン4は、支持体8の支持孔82に挿入されることで、回転軸Ax1に直交する平面内での全方向に対する移動が規制される。そのため、内ピン4は、支持体8にて、周方向だけでなく径方向(ラジアル方向)についても位置決めされることになる。 In this way, the support body 8 positions the multiple inner pins 4 relative to the support body 8 in both the circumferential and radial directions. In other words, by inserting the inner pins 4 into the support holes 82 of the support body 8, movement in all directions within a plane perpendicular to the rotation axis Ax1 is restricted. Therefore, the inner pins 4 are positioned by the support body 8 not only in the circumferential direction but also in the radial direction.

ここで、支持体8は、少なくとも外周面81が平面視において真円となる、円環状を有している。そして、支持体8は、外周面81を、内歯歯車2における複数の外ピン23に接触させることにより位置規制されている。複数の外ピン23は、内歯歯車2の内歯21を構成するので、言い換えれば、支持体8は、外周面81を内歯21に接触させることにより位置規制される。ここで、支持体8の外周面81の直径は、内歯歯車2における内歯21の先端を通る仮想円(歯先円)の直径と同一である。そのため、複数の外ピン23は、全て支持体8の外周面81に接触する。よって、支持体8が複数の外ピン23にて位置規制された状態では、支持体8の中心は、内歯歯車2の中心(回転軸Ax1)と重なるように位置規制される。これにより、支持体8の芯出しが行われ、結果的に、支持体8に支持されている複数の内ピン4についても、複数の外ピン23にて芯出しが行われる。 Here, the support 8 has an annular shape in which at least the outer peripheral surface 81 is a perfect circle in a plan view. The outer peripheral surface 81 of the support 8 is regulated in position by contacting the outer peripheral surface 81 with the multiple outer pins 23 of the internal gear 2. The multiple outer pins 23 form the internal teeth 21 of the internal gear 2, so in other words, the support 8 is regulated in position by contacting the outer peripheral surface 81 with the internal teeth 21. Here, the diameter of the outer peripheral surface 81 of the support 8 is the same as the diameter of a virtual circle (tooth tip circle) passing through the tips of the internal teeth 21 of the internal gear 2. Therefore, all of the multiple outer pins 23 are in contact with the outer peripheral surface 81 of the support 8. Therefore, when the support 8 is regulated in position by the multiple outer pins 23, the center of the support 8 is regulated in position so that it overlaps with the center (rotation axis Ax1) of the internal gear 2. This causes the support 8 to be centered, and as a result, the multiple inner pins 4 supported by the support 8 are also centered by the multiple outer pins 23.

また、複数の内ピン4は、回転軸Ax1を中心に回転(公転)することで、遊星歯車3の回転(自転成分)を内輪61に伝達する。そのため、複数の内ピン4を支持する支持体8は、複数の内ピン4及び内輪61と共に、回転軸Ax1を中心に回転する。このとき、支持体8は複数の外ピン23にて芯出しがされているので、支持体8の中心が回転軸Ax1上に維持された状態で、支持体8は円滑に回転する。しかも、支持体8は、その外周面81が複数の外ピン23に接触した状態で回転するので、支持体8の回転に伴って、複数の外ピン23の各々は回転(自転)する。よって、支持体8は、内歯歯車2と共にニードルベアリング(針状ころ軸受け)を構成し、円滑に回転する。 The inner pins 4 rotate (revolve) around the rotation axis Ax1 to transmit the rotation (rotation component) of the planetary gear 3 to the inner ring 61. Therefore, the support 8 supporting the inner pins 4 rotates around the rotation axis Ax1 together with the inner pins 4 and the inner ring 61. At this time, the support 8 is centered by the outer pins 23, so the support 8 rotates smoothly while the center of the support 8 is maintained on the rotation axis Ax1. Moreover, the support 8 rotates with its outer peripheral surface 81 in contact with the outer pins 23, so that each of the outer pins 23 rotates (rotates) with the rotation of the support 8. Therefore, the support 8 forms a needle bearing together with the internal gear 2, and rotates smoothly.

すなわち、支持体8の外周面81は、複数の外ピン23に接した状態で複数の内ピン4と一緒に歯車本体22に対して相対的に回転する。そのため、内歯歯車2の歯車本体22を「外輪」、支持体8を「内輪」とみなせば、両者の間に介在する複数の外ピン23は「転動体(コロ)」として機能する。このように、支持体8は、内歯歯車2(歯車本体22及び複数の外ピン23)と共に、ニードルベアリングを構成することとなり、円滑な回転が可能となる。 In other words, the outer peripheral surface 81 of the support 8 rotates together with the multiple inner pins 4 relative to the gear body 22 while in contact with the multiple outer pins 23. Therefore, if the gear body 22 of the internal gear 2 is considered to be the "outer ring" and the support 8 is considered to be the "inner ring," the multiple outer pins 23 interposed between the two function as "rolling elements (rollers)." In this way, the support 8, together with the internal gear 2 (gear body 22 and multiple outer pins 23), constitutes a needle bearing, enabling smooth rotation.

さらに、支持体8は、歯車本体22との間に複数の外ピン23を挟んでいるので、支持体8は、歯車本体22の内周面221から離れる向きの外ピン23の移動を抑制する「ストッパ」としても機能する。つまり、複数の外ピン23は、支持体8の外周面81と歯車本体22の内周面221との間で挟まれることになり、歯車本体22の内周面221からの浮きが抑制される。要するに、本実施形態では、複数の外ピン23の各々は、支持体8の外周面81に接触することで、歯車本体22から離れる向きの移動が規制されている。 Furthermore, since the support 8 sandwiches the outer pins 23 between itself and the gear body 22, the support 8 also functions as a "stopper" that suppresses movement of the outer pins 23 away from the inner circumferential surface 221 of the gear body 22. In other words, the outer pins 23 are sandwiched between the outer circumferential surface 81 of the support 8 and the inner circumferential surface 221 of the gear body 22, suppressing lifting of the outer pins 23 from the inner circumferential surface 221 of the gear body 22. In short, in this embodiment, each of the outer pins 23 comes into contact with the outer circumferential surface 81 of the support 8, thereby restricting movement away from the gear body 22.

ところで、本実施形態では、図9に示すように、支持体8は、遊星歯車3を挟んで、軸受け部材6の内輪61と反対側に位置する。つまり、支持体8、遊星歯車3及び内輪61は、回転軸Ax1に平行な方向に並べて配置されている。本実施形態では一例として、支持体8は、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の入力側に位置し、内輪61は、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の出力側に位置する。そして、支持体8は、内輪61と共に、内ピン4の長手方向(回転軸Ax1に平行な方向)の両端部を支持し、内ピン4の長手方向の中央部が、遊星歯車3の遊嵌孔32に挿通される。要するに、本実施形態に係る歯車装置1は、外輪62及び外輪62の内側に配置される内輪61を有し、内輪61が外輪62に対して相対的に回転可能に支持される軸受け部材6を備えている。そして、歯車本体22は、外輪62に固定される。ここで、遊星歯車3は、支持体8の軸方向において支持体8と内輪61との間に位置する。 In this embodiment, as shown in FIG. 9, the support 8 is located on the opposite side of the inner ring 61 of the bearing member 6 across the planetary gear 3. In other words, the support 8, the planetary gear 3, and the inner ring 61 are arranged in a direction parallel to the rotation axis Ax1. In this embodiment, as an example, the support 8 is located on the input side of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3, and the inner ring 61 is located on the output side of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3. The support 8 supports both ends of the inner pin 4 in the longitudinal direction (direction parallel to the rotation axis Ax1) together with the inner ring 61, and the central portion of the inner pin 4 in the longitudinal direction is inserted into the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3. In short, the gear device 1 according to this embodiment has an outer ring 62 and an inner ring 61 arranged inside the outer ring 62, and is provided with a bearing member 6 in which the inner ring 61 is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62. The gear body 22 is fixed to the outer ring 62. Here, the planetary gear 3 is located between the support 8 and the inner ring 61 in the axial direction of the support 8.

この構成によれば、支持体8及び内輪61は、内ピン4の長手方向の両端部を支持するので、内ピン4の傾きが生じにくい。特に、複数の内ピン4にかかる回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)をも受けやすくなる。また、本実施形態では、回転軸Ax1と平行な方向において、支持体8は、遊星歯車3とケース10との間に挟まれている。これにより、支持体8は、回転軸Ax1の入力側(図9の左側)への移動がケース10にて規制される。支持体8の支持孔82を貫通して、支持体8から回転軸Ax1の入力側へ突出する内ピン4についても、回転軸Ax1の入力側(図9の左側)への移動はケース10にて規制される。 According to this configuration, the support 8 and the inner ring 61 support both ends of the inner pin 4 in the longitudinal direction, so that the inner pin 4 is less likely to tilt. In particular, the inner pins 4 are more likely to receive bending forces (bending moment loads) with respect to the rotation axis Ax1. In addition, in this embodiment, the support 8 is sandwiched between the planetary gear 3 and the case 10 in a direction parallel to the rotation axis Ax1. As a result, the movement of the support 8 toward the input side of the rotation axis Ax1 (left side in FIG. 9) is restricted by the case 10. The movement of the inner pin 4 that penetrates the support hole 82 of the support 8 and protrudes from the support 8 toward the input side of the rotation axis Ax1 is also restricted by the case 10 toward the input side of the rotation axis Ax1 (left side in FIG. 9).

本実施形態ではさらに、支持体8及び内輪61は、複数の外ピン23の両端部に接触する。つまり、図9に示すように、支持体8は、外ピン23の長手方向(回転軸Ax1に平行な方向)の一端部(回転軸Ax1の入力側の端部)に接触する。内輪61は、外ピン23の長手方向(回転軸Ax1に平行な方向)の他端部(回転軸Ax1の出力側の端部)に接触する。この構成によれば、支持体8及び内輪61は、外ピン23の長手方向の両端部で芯出しされるので、内ピン4の傾きが生じにくい。特に、複数の内ピン4にかかる回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)をも受けやすくなる。 In this embodiment, the support 8 and the inner ring 61 contact both ends of the outer pins 23. That is, as shown in FIG. 9, the support 8 contacts one end (the end on the input side of the rotation axis Ax1) of the outer pins 23 in the longitudinal direction (parallel to the rotation axis Ax1). The inner ring 61 contacts the other end (the end on the output side of the rotation axis Ax1) of the outer pins 23 in the longitudinal direction (parallel to the rotation axis Ax1). With this configuration, the support 8 and the inner ring 61 are centered at both ends of the outer pins 23 in the longitudinal direction, so that the inner pins 4 are less likely to tilt. In particular, the inner pins 4 are more likely to receive bending forces (bending moment loads) against the rotation axis Ax1.

また、複数の外ピン23は、支持体8の厚み以上の長さを有する。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向においては、内歯21の歯筋の範囲内に、支持体8が収まることになる。これにより、支持体8の外周面81は、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の全長にわたり複数の外ピン23に接触することになる。したがって、支持体8の外周面81が部分的に摩耗する「片減り」のような不具合が生じにくい。 The multiple outer pins 23 also have a length equal to or greater than the thickness of the support 8. In other words, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the support 8 fits within the range of the tooth trace of the internal teeth 21. This means that the outer peripheral surface 81 of the support 8 comes into contact with the multiple outer pins 23 over the entire length in the tooth trace direction of the internal teeth 21 (direction parallel to the rotation axis Ax1). Therefore, problems such as "uneven wear", in which the outer peripheral surface 81 of the support 8 is partially worn, are less likely to occur.

また、本実施形態では、支持体8の外周面81は、支持体8の外周面81に隣接する一表面に比べて表面粗さが小さい。つまり、支持体8における軸方向(厚み方向)の両端面に比べて、外周面81の表面粗さは小さい。本開示でいう「表面粗さ」は、物体の表面の粗さの程度を意味し、値が小さい程、表面の凹凸が小さく(少なく)、滑らかである。本実施形態では一例として、表面粗さは算術平均粗さ(Ra)であることとする。例えば、研磨等の処理により、外周面81は、支持体8における外周面81以外の面に比べて、表面粗さが小さくされている。この構成では、支持体8の回転がより円滑になる。 In addition, in this embodiment, the outer peripheral surface 81 of the support 8 has a smaller surface roughness than the surface adjacent to the outer peripheral surface 81 of the support 8. In other words, the surface roughness of the outer peripheral surface 81 is smaller than both end surfaces of the support 8 in the axial direction (thickness direction). In this disclosure, "surface roughness" refers to the degree of roughness of the surface of an object, and the smaller the value, the smaller (fewer) the surface irregularities are, and the smoother the surface is. In this embodiment, as an example, the surface roughness is the arithmetic mean roughness (Ra). For example, by processing such as polishing, the outer peripheral surface 81 has a smaller surface roughness than the surfaces of the support 8 other than the outer peripheral surface 81. In this configuration, the rotation of the support 8 becomes smoother.

また、本実施形態では、支持体8の外周面81の硬度は、複数の外ピン23の周面より低く、歯車本体22の内周面221より高い。本開示でいう「硬度」は、物体の硬さの程度を意味し、金属の硬度は、例えば、鋼球を一定の圧力で押しつけてできるくぼみの大小で表される。具体的には、金属の硬度の一例として、ロックウェル硬さ(HRC)、ブリネル硬さ(HB)、ビッカース硬さ(HV)又はショア硬さ(Hs)等がある。金属部品の硬度を高める(硬くする)手段としては、例えば、合金化又は熱処理等がある。本実施形態では一例として、浸炭焼き入れ等の処理により、支持体8の外周面81の硬度が高められている。この構成では、支持体8の回転によっても摩耗粉等が生じにくく、支持体8の円滑な回転を長期にわたって維持しやすい。 In this embodiment, the hardness of the outer peripheral surface 81 of the support 8 is lower than that of the peripheral surfaces of the outer pins 23 and higher than that of the inner peripheral surface 221 of the gear body 22. In this disclosure, "hardness" means the degree of hardness of an object, and the hardness of a metal is expressed, for example, by the size of a depression made by pressing a steel ball with a certain pressure. Specifically, examples of metal hardness include Rockwell hardness (HRC), Brinell hardness (HB), Vickers hardness (HV), and Shore hardness (Hs). Means for increasing (hardening) the hardness of metal parts include, for example, alloying or heat treatment. In this embodiment, as an example, the hardness of the outer peripheral surface 81 of the support 8 is increased by a process such as carburizing and quenching. In this configuration, wear powder and the like is less likely to be generated even when the support 8 rotates, and it is easy to maintain smooth rotation of the support 8 for a long period of time.

(4)適用例
次に、本実施形態に係る歯車装置1及びアクチュエータ100の適用例について、説明する。
(4) Application Examples Next, application examples of the gear device 1 and the actuator 100 according to this embodiment will be described.

本実施形態に係る歯車装置1及びアクチュエータ100は、例えば、水平多関節ロボット、いわゆるスカラ(SCARA:Selective Compliance Assembly Robot Arm)型ロボットのようなロボットに適用される。 The gear device 1 and actuator 100 according to this embodiment are applied to a robot such as a horizontal articulated robot, a so-called SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) type robot.

また、本実施形態に係る歯車装置1及びアクチュエータ100の適用例は、上述したような水平多関節ロボットに限らず、例えば、水平多関節ロボット以外の産業用ロボット、又は産業用以外のロボット等であってもよい。水平多関節ロボット以外の産業用ロボットには、一例として、垂直多関節型ロボット又はパラレルリンク型ロボット等がある。産業用以外のロボットには、一例として、家庭用ロボット、介護用ロボット又は医療用ロボット等がある。 In addition, application examples of the gear device 1 and actuator 100 according to this embodiment are not limited to the horizontal articulated robot described above, but may be, for example, industrial robots other than horizontal articulated robots, or non-industrial robots. Examples of industrial robots other than horizontal articulated robots include vertical articulated robots and parallel link robots. Examples of non-industrial robots include domestic robots, nursing care robots, and medical robots.

(5)内歯歯車の詳細
次に、本実施形態に係る歯車装置1における内歯歯車2の詳細について、図11~図13を参照して説明する。図11は、図9における内歯21(外ピン23)と外歯31との噛み合い箇所を拡大した概略断面図であって、内歯歯車2(歯車本体22及び外ピン23)及び遊星歯車3以外の部品については図示を省略している。図12は、図11のA1-A1線断面の概略図であって、図11と同様に内歯歯車2及び遊星歯車3以外の部品については図示を省略している。また、図11及び図12において、要部の概略拡大図を吹き出し内に示している。
(5) Details of the Internal Gear Next, details of the internal gear 2 in the gear device 1 according to this embodiment will be described with reference to Figs. 11 to 13. Fig. 11 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged meshing portion between the internal teeth 21 (outer pins 23) and the external teeth 31 in Fig. 9, with parts other than the internal gear 2 (gear body 22 and outer pins 23) and the planetary gears 3 being omitted. Fig. 12 is a schematic cross-sectional view taken along line A1-A1 in Fig. 11, with parts other than the internal gear 2 and planetary gears 3 being omitted as in Fig. 11. Also, in Figs. 11 and 12, schematic enlarged views of the main parts are shown in speech bubbles.

本実施形態のように、第1歯車(内歯歯車2)と、第1歯車と噛み合うことで第1歯車に対して相対的に回転する第2歯車(遊星歯車3)と、を備える歯車装置1において、例えば、第1歯車(内歯歯車2)の歯車本体22と内歯21を形成する外ピン23との間に、「滑り接触」が生じる。本開示でいう「滑り接触」は、転がり接触(又は固定接触)等における微小滑り(マイクロスリップ)に比較して、巨視的な滑り(グロススリップ)が生じている二者間の接触状態を意味する。つまり、「滑り接触」(sliding contact)は、接触して相対運動する二つの固体表面の運動形態の一つであって、転がり接触(rolling contact)とは異なり、二者間で巨視的な滑りを生じる相対運動の形態である。 In the gear device 1, which includes a first gear (internal gear 2) and a second gear (planetary gear 3) that rotates relative to the first gear by meshing with the first gear as in this embodiment, for example, "sliding contact" occurs between the gear body 22 of the first gear (internal gear 2) and the outer pin 23 that forms the internal teeth 21. In this disclosure, "sliding contact" refers to a contact state between two parties in which macroscopic slippage (gross slip) occurs, compared to the microscopic slippage (microslip) in rolling contact (or fixed contact) and the like. In other words, "sliding contact" is one of the motion forms of two solid surfaces that are in contact and move relative to each other, and is a form of relative motion that causes macroscopic slippage between the two parties, unlike rolling contact.

このように、第1歯車(内歯歯車2)において、他部品(ここでは外ピン23)との間に滑り接触が生じる複数の内周溝223の内面のような「滑り接触部位」には、図11及び図12に示すように、被覆層224が形成されている。ここで、被覆層224は、基材となる骨格部225の少なくとも一部を覆う層である。つまり、本実施形態では、内歯歯車2の歯車本体22の基材たる骨格部225は、少なくとも滑り接触部位となる複数の内周溝223の内面が、被覆層224によって覆われている。 In this way, in the first gear (internal gear 2), a coating layer 224 is formed on "sliding contact areas" such as the inner surfaces of the multiple inner circumferential grooves 223 where sliding contact occurs with another component (here, the outer pin 23) as shown in Figures 11 and 12. Here, the coating layer 224 is a layer that covers at least a part of the skeletal portion 225 that serves as the base material. In other words, in this embodiment, at least the inner surfaces of the multiple inner circumferential grooves 223 that serve as sliding contact areas of the skeletal portion 225 that serves as the base material of the gear body 22 of the internal gear 2 are covered with the coating layer 224.

被覆層224は、骨格部225よりも比重の大きな材質である。本実施形態では、被覆層224及び骨格部225はいずれも金属製であって、被覆層224は骨格部225に比較して比重の大きな金属からなる。一例として、歯車本体22の基材となる骨格部225はアルミニウム(Al)製であって、被覆層224は鉄(Fe)製である。 The coating layer 224 is made of a material having a higher specific gravity than the skeletal portion 225. In this embodiment, both the coating layer 224 and the skeletal portion 225 are made of metal, and the coating layer 224 is made of a metal having a higher specific gravity than the skeletal portion 225. As an example, the skeletal portion 225, which is the base material of the gear body 22, is made of aluminum (Al), and the coating layer 224 is made of iron (Fe).

要するに、本実施形態に係る歯車装置1は、第1歯車(内歯歯車2)と、第2歯車(遊星歯車3)と、を備えている。第2歯車は、第1歯車と噛み合うことで第1歯車に対して相対的に回転する。第1歯車は、骨格部225と、骨格部225よりも比重の大きな被覆層224と、を有する。骨格部225における少なくとも他部品との滑り接触部位は被覆層224で覆われている。 In short, the gear device 1 according to this embodiment includes a first gear (internal gear 2) and a second gear (planetary gear 3). The second gear rotates relative to the first gear by meshing with the first gear. The first gear has a skeletal portion 225 and a coating layer 224 having a higher specific gravity than the skeletal portion 225. At least the portion of the skeletal portion 225 that comes into sliding contact with other components is covered with the coating layer 224.

以上説明した構成によれば、第1歯車(内歯歯車2)の骨格部225自体は、比重の小さな材質とすることで、例えばそれなりの厚みを有するとしても、比較的に重量を小さく抑えることが可能である。その一方で、骨格部225のうちの(他部品との)滑り接触部位については、骨格部225よりも比重の大きな被覆層224で覆われているので、滑り接触部位については、耐摩耗性を高めて第1歯車(内歯歯車2)としての強度を維持できる。結果的に、本実施形態に係る歯車装置1によれば、強度を維持しつつ軽量化を図りやすい歯車装置1を実現可能である。 According to the configuration described above, the skeleton 225 of the first gear (internal gear 2) itself is made of a material with a low specific gravity, so that even if it has a certain thickness, it is possible to keep the weight relatively small. On the other hand, the sliding contact area (with other parts) of the skeleton 225 is covered with a coating layer 224 with a higher specific gravity than the skeleton 225, so that the wear resistance of the sliding contact area is improved and the strength of the first gear (internal gear 2) can be maintained. As a result, the gear device 1 according to this embodiment makes it possible to realize a gear device 1 that is easy to reduce weight while maintaining its strength.

そして、本実施形態では、第1歯車は内歯歯車2であって、第2歯車は遊星歯車3であるため、内歯歯車2の骨格部225のうち、少なくとも他部品としての複数の外ピン23が滑り接触する複数の内周溝223の内面が滑り接触部位となる。そのため、少なくとも複数の内周溝223の内面(滑り接触部位)は被覆層224で覆われることになる。 In this embodiment, the first gear is the internal gear 2 and the second gear is the planetary gear 3, so that the inner surfaces of the multiple inner circumferential grooves 223 in the skeleton 225 of the internal gear 2 with which at least the multiple outer pins 23 as other components come into sliding contact are the sliding contact areas. Therefore, at least the inner surfaces (sliding contact areas) of the multiple inner circumferential grooves 223 are covered with the coating layer 224.

つまり、図11及び図12に示すように、歯車本体22のうち、複数の外ピン23を保持する複数の内周溝223の内面が被覆層224にて覆われるので、各外ピン23が回転(自転)して内周溝223の内面に対し滑り接触しても、内周溝223の内面の摩耗を抑制することが可能である。要するに、外ピン23が滑り接触する内周溝223の内面については、骨格部225が被覆層224にて覆われることで、骨格部225が保護される形になり、耐摩耗性を高めて強度を維持できる。よって、遊星歯車3が内歯歯車2に対して相対的に回転する場合に、外ピン23の滑り接触によって歯車本体22が摩耗することが抑制される。 In other words, as shown in Figures 11 and 12, the inner surfaces of the multiple inner circumferential grooves 223 that hold the multiple outer pins 23 of the gear body 22 are covered with the coating layer 224, so that even if each outer pin 23 rotates (spins) and makes sliding contact with the inner surface of the inner circumferential groove 223, it is possible to suppress wear of the inner surface of the inner circumferential groove 223. In short, with respect to the inner surface of the inner circumferential groove 223 with which the outer pins 23 make sliding contact, the skeleton part 225 is covered with the coating layer 224, so that the skeleton part 225 is protected, and wear resistance can be increased and strength can be maintained. Therefore, when the planetary gear 3 rotates relative to the internal gear 2, wear of the gear body 22 due to sliding contact of the outer pins 23 is suppressed.

本実施形態では、被覆層224は、内周溝223の内面の全域を覆うように、歯車本体22の内周面221の周方向の全周にわたって形成されている。そのため、外ピン23が滑り接触する内周溝223の内面については、骨格部225が露出することがない。ただし、図11に示すように、歯車本体22の内周面221のうち、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)における両端部には、被覆層224が形成されておらず、骨格部225が露出する。具体的に、歯車本体22の内周面221において、内周溝223を構成する部位が内側(回転軸Ax1側)に向けて突出しているところ、この突出した部分のみを覆うように被覆層224が形成されている。 In this embodiment, the coating layer 224 is formed around the entire circumference of the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 so as to cover the entire inner surface of the inner circumferential groove 223. Therefore, the skeleton portion 225 is not exposed on the inner surface of the inner circumferential groove 223 with which the outer pin 23 slides. However, as shown in FIG. 11, the coating layer 224 is not formed on both ends of the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 in the tooth trace direction of the internal teeth 21 (direction parallel to the rotation axis Ax1), and the skeleton portion 225 is exposed. Specifically, on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22, the portion constituting the inner circumferential groove 223 protrudes toward the inside (the rotation axis Ax1 side), and the coating layer 224 is formed to cover only this protruding portion.

本実施形態では特に、内周溝223において内歯21の歯筋方向の両端となる角部、つまり図11に示す断面において、出隅形状となる部分に関しては、骨格部225を完全に覆うように被覆層224が形成されている。言い換えれば、内周溝223の内面から、これに隣接する段差部にかけて、被覆層224が形成されている。このように、角部が被覆層224にて覆われていることにより、当該角部が外ピン23に対して接触することがあっても、骨格部225に外ピン23が直接的に接触することを回避でき、骨格部225の摩耗が抑制されやすい。 In this embodiment, particularly, the coating layer 224 is formed so as to completely cover the skeletal portion 225 at the corners at both ends of the inner circumferential groove 223 in the tooth trace direction of the internal tooth 21, that is, the portions that form an outward corner shape in the cross section shown in FIG. 11. In other words, the coating layer 224 is formed from the inner surface of the inner circumferential groove 223 to the step portion adjacent thereto. In this way, since the corners are covered with the coating layer 224, even if the corners come into contact with the outer pin 23, the outer pin 23 can be prevented from coming into direct contact with the skeletal portion 225, and wear of the skeletal portion 225 is easily suppressed.

ところで、本実施形態では、被覆層224は、溶射によって形成されている。本開示でいう「溶射」は、金属等の溶射材料を、様々な熱源により溶融し軟化させた粒子を、加工対象物の表面に吹き付けることにより、加工対象物の表面に被膜を形成する加工技術を意味する。溶射によって吹き付けられた溶融粒子は、加工対象物である金属等の基材に付着すると、瞬時に冷却されて固化し被膜を形成する。骨格部225に対して溶射により形成される被膜が、被覆層224を構成する。 In this embodiment, coating layer 224 is formed by thermal spraying. In this disclosure, "thermal spraying" refers to a processing technique in which a coating is formed on the surface of an object to be processed by spraying particles of a spray material, such as a metal, melted and softened by various heat sources onto the surface of the object to be processed. When the molten particles sprayed by thermal spraying adhere to the base material, such as a metal, of the object to be processed, they instantly cool and solidify to form a coating. The coating formed by thermal spraying on skeleton portion 225 constitutes coating layer 224.

すなわち、本実施形態に係る歯車装置1の製造方法は、第1歯車(内歯歯車2)の骨格部225の少なくとも一部に溶射により、被覆層224を形成する溶射工程を有する。溶射によって形成される被覆層224は、例えば、メッキ又は蒸着等の方法により形成される被膜に比べて、大きな膜厚を有することが可能である。 That is, the manufacturing method of the gear device 1 according to this embodiment includes a thermal spraying process in which a coating layer 224 is formed by thermal spraying on at least a part of the skeleton portion 225 of the first gear (internal gear 2). The coating layer 224 formed by thermal spraying can have a larger thickness than a coating formed by a method such as plating or vapor deposition.

ただし、溶射により形成される被膜の表面には多孔質膜(ポーラス膜)が生じ得るため、その表面を仕上げることが好ましい。そこで、本実施形態に係る歯車装置1の製造方法は、溶射工程の後に、研磨加工等の表面仕上げ工程を有している。表面仕上げ工程によれば、溶射により形成された被膜の膜厚が減少するものの、溶射により十分な膜厚の被膜を形成することで、表面仕上げ工程後においても、十分な膜厚の被膜(被覆層224)を実現することが可能である。 However, since a porous film may occur on the surface of the coating formed by thermal spraying, it is preferable to finish the surface. Therefore, the manufacturing method of the gear device 1 according to this embodiment includes a surface finishing process such as polishing after the thermal spraying process. Although the surface finishing process reduces the thickness of the coating formed by thermal spraying, by forming a coating of sufficient thickness by thermal spraying, it is possible to achieve a coating (coating layer 224) of sufficient thickness even after the surface finishing process.

また、骨格部225は、被覆層224に比べて熱伝導率が高い。本実施形態では、上述したように被覆層224は鉄(Fe)であるため、被覆層224の熱伝導率は80.3(W/m・K)である。対して、骨格部225はアルミニウム(Al)製であるため、骨格部225の熱伝導率は237(W/m・K)である。つまり、骨格部225は、被覆層224の3倍近い熱伝導率を有している。これにより、第1歯車(内歯歯車2)の歯車本体22の大部分を、熱伝導率の高い骨格部225で構成することができ、第1歯車(内歯歯車2)の放熱性を向上させることができる。 The skeletal portion 225 also has a higher thermal conductivity than the coating layer 224. In this embodiment, as described above, the coating layer 224 is made of iron (Fe), and therefore the thermal conductivity of the coating layer 224 is 80.3 (W/m·K). In contrast, the skeletal portion 225 is made of aluminum (Al), and therefore the thermal conductivity of the skeletal portion 225 is 237 (W/m·K). In other words, the skeletal portion 225 has a thermal conductivity nearly three times that of the coating layer 224. This allows most of the gear body 22 of the first gear (internal gear 2) to be composed of the skeletal portion 225, which has a high thermal conductivity, and improves the heat dissipation of the first gear (internal gear 2).

例えば、歯車装置1の作動に伴って、第1歯車(内歯歯車2)と第2歯車(遊星歯車3)との噛み合い部分、又は歯車本体22における外ピン23の滑り接触箇所において、摩擦等による発熱が生じる場合に、発生した熱を効率的に放熱することが可能である。特に、歯車本体22は、ケース10と共に歯車装置1の外郭の一部を成しており、歯車装置1の内部で発生する熱を、歯車装置1の外部に効率的に逃すことができる。 For example, when heat is generated due to friction or the like at the meshing portion between the first gear (internal gear 2) and the second gear (planetary gear 3) or at the sliding contact point of the outer pin 23 on the gear body 22 as the gear device 1 operates, the generated heat can be efficiently dissipated. In particular, the gear body 22, together with the case 10, forms part of the outer shell of the gear device 1, and heat generated inside the gear device 1 can be efficiently dissipated to the outside of the gear device 1.

また、本実施形態では、被覆層224は、骨格部225とは別組成の溶射膜である。すなわち、上述したように、被覆層224は溶射によって形成される溶射膜である。ここで、骨格部225と同一組成の溶射膜を骨格部225の表面上に形成することもできるところ、本実施形態では骨格部225とは別組成の溶射膜が形成されている。具体的に、骨格部225がアルミニウム(Al)であるのに対して、被覆層224は鉄(Fe)である。 In addition, in this embodiment, the coating layer 224 is a sprayed film having a different composition from the skeletal portion 225. That is, as described above, the coating layer 224 is a sprayed film formed by spraying. Here, while a sprayed film having the same composition as the skeletal portion 225 can also be formed on the surface of the skeletal portion 225, in this embodiment, a sprayed film having a different composition from the skeletal portion 225 is formed. Specifically, the skeletal portion 225 is made of aluminum (Al), while the coating layer 224 is made of iron (Fe).

ただし、骨格部225に対する被覆層224の密着性を考慮すると、骨格部225と被覆層224とは、線膨張係数については近しいことが好ましい。具体的には、93℃(200°F)以下の温度環境であれば、線膨張係数の違いによって骨格部225から被覆層224が剥離することがない程度に、両者の線膨張係数が近いことが好ましい。 However, in consideration of the adhesion of the coating layer 224 to the skeleton 225, it is preferable that the linear expansion coefficients of the skeleton 225 and the coating layer 224 are close to each other. Specifically, in a temperature environment of 93°C (200°F) or less, it is preferable that the linear expansion coefficients of the two are close enough that the coating layer 224 does not peel off from the skeleton 225 due to the difference in linear expansion coefficients.

また、本実施形態では、被覆層224は、50μm以上の厚みを有する。つまり、溶射によって形成される被覆層224の特性として、メッキ又は蒸着等の方法により形成される被膜に比べて、大きな膜厚を有することが可能となるところ、その具体的な膜厚としては50μm以上であることが好ましい。一例として、溶射工程において骨格部225の表面上に150μmの被膜を形成し、表面仕上げ工程において100μm研磨することにより、50μmの被覆層224が形成されることになる。被覆層224が、このような十分な膜厚を有することで、骨格部225に外ピン23が直接的に接触することを回避でき、骨格部225の摩耗が抑制されやすい。 In addition, in this embodiment, the coating layer 224 has a thickness of 50 μm or more. In other words, the coating layer 224 formed by thermal spraying has a characteristic that it can have a larger film thickness than a coating formed by a method such as plating or vapor deposition, and the specific film thickness is preferably 50 μm or more. As an example, a 150 μm coating is formed on the surface of the skeleton part 225 in the thermal spraying process, and then polished 100 μm in the surface finishing process, resulting in a 50 μm coating layer 224. By having the coating layer 224 have such a sufficient film thickness, it is possible to prevent the outer pin 23 from directly contacting the skeleton part 225, and wear of the skeleton part 225 is easily suppressed.

ここにおいて、第1歯車(内歯歯車2)は、骨格部225の表面に下地層226を有し、被覆層224は下地層226に積層されている。すなわち、図11及び図12の吹き出し内に示すように、骨格部225の表面には、下地層226、被覆層224がこの順に積層されている。これにより、被覆層224は、骨格部225の表面上に直接積層されるのではなく、下地層226を介して積層されることになるため、骨格部225に対する被覆層224の密着性を向上させることができる。 Here, the first gear (internal gear 2) has a base layer 226 on the surface of the skeleton 225, and the coating layer 224 is laminated on the base layer 226. That is, as shown in the speech bubbles in Figures 11 and 12, the base layer 226 and the coating layer 224 are laminated in this order on the surface of the skeleton 225. As a result, the coating layer 224 is not laminated directly on the surface of the skeleton 225, but is laminated via the base layer 226, which improves the adhesion of the coating layer 224 to the skeleton 225.

下地層226は、例えば、骨格部225の表面粗さ(算術平均粗さ(Ra))を大きくする加工により、骨格部225の表面上に形成される。具体的に、本実施形態では一例として、骨格部225の表面にレーザピーニングを施すことによって、下地層226を形成する。本開示でいう「レーザピーニング」は、加工対象物にレーザパルスを照射し、加工対象物の表面に圧縮残留応力を付与し、かつ表面硬度を向上させる表面改質技術である。すなわち、本実施形態に係る歯車装置1の製造方法は、溶射工程の前に、レーザピーニング等の下地層226を形成するための下地形成工程を有している。 The base layer 226 is formed on the surface of the skeletal part 225, for example, by processing that increases the surface roughness (arithmetic mean roughness (Ra)) of the skeletal part 225. Specifically, in this embodiment, as an example, the base layer 226 is formed by performing laser peening on the surface of the skeletal part 225. The "laser peening" referred to in this disclosure is a surface modification technique in which a laser pulse is irradiated onto an object to be processed, compressive residual stress is imparted to the surface of the object to be processed, and the surface hardness is improved. In other words, the manufacturing method of the gear device 1 according to this embodiment includes a base formation process for forming the base layer 226 by laser peening or the like, prior to the thermal spraying process.

ここで、下地層226の目方向は、滑り接触部位における他部品の滑り方向を基準とする方向であることが好ましい。すなわち、図13A及び図13Bに示すように、骨格部225における他部品(外ピン23)の滑り接触部位となる内周溝223の内面においては、他部品の滑り方向が決まっている。つまり、外ピン23は、その中心軸を中心にして、内周溝223内で回転(自転)するので、内周溝223の内面には、その周方向に沿った滑り方向が生じることになる。そこで、この滑り方向を基準として、下地層226の目方向を決定することで、被覆層224の密着性を向上させ、被覆層224の剥離等を抑制しやすくなる。 Here, it is preferable that the grain direction of the base layer 226 is a direction based on the sliding direction of the other part at the sliding contact area. That is, as shown in Figures 13A and 13B, the sliding direction of the other part is determined on the inner surface of the inner circumferential groove 223, which is the sliding contact area of the other part (outer pin 23) in the skeleton part 225. In other words, since the outer pin 23 rotates (spins) around its central axis within the inner circumferential groove 223, a sliding direction along the circumferential direction is generated on the inner surface of the inner circumferential groove 223. Therefore, by determining the grain direction of the base layer 226 based on this sliding direction, the adhesion of the coating layer 224 is improved and peeling of the coating layer 224 can be easily suppressed.

一例として、図13Aに示すように、レーザピーニング等で形成される下地層226の目方向を、滑り接触部位において、他部品(外ピン23)の滑り方向と交差する方向とすることが好ましい。例えば、内周溝223の長手方向に沿った方向を下地層226の目方向とすることで、下地層226の目方向は他部品の滑り方向と直交する。このような構成によれば、下地層226上に形成される被覆層224に対して、他部品(外ピン23)が滑り接触しても、被覆層224は、下地層226の加工目に引っ掛かることになり、骨格部225から剥離しにくい。 As an example, as shown in FIG. 13A, it is preferable that the grain direction of the base layer 226 formed by laser peening or the like is a direction that intersects with the sliding direction of the other component (outer pin 23) at the sliding contact area. For example, by making the grain direction of the base layer 226 a direction along the longitudinal direction of the inner circumferential groove 223, the grain direction of the base layer 226 is perpendicular to the sliding direction of the other component. With this configuration, even if the other component (outer pin 23) makes sliding contact with the coating layer 224 formed on the base layer 226, the coating layer 224 will get caught in the processing grain of the base layer 226 and will not easily peel off from the skeleton portion 225.

他の例として、図13Bに示すように、レーザピーニング等で形成される下地層226を、滑り接触部位において、他部品(外ピン23)の滑り方向を基準とする格子状に配置することも考えられる。例えば、内周溝223の長手方向及び周方向において、略均等に分散するような離散的な加工目が形成される。個々の加工目は、例えば、円環状、多角形状又はドット状等、適宜の形状を採用可能である。このような構成によれば、下地層226上に形成される被覆層224に対して、他部品(外ピン23)が滑り接触しても、被覆層224は、下地層226の加工目に引っ掛かることになり、骨格部225から剥離しにくい。 As another example, as shown in FIG. 13B, the base layer 226 formed by laser peening or the like may be arranged in a lattice pattern based on the sliding direction of the other component (outer pin 23) at the sliding contact site. For example, discrete processing marks are formed so as to be distributed approximately evenly in the longitudinal direction and circumferential direction of the inner circumferential groove 223. The individual processing marks may have any suitable shape, such as a circular ring, a polygonal shape, or a dot shape. With this configuration, even if the other component (outer pin 23) slides against the coating layer 224 formed on the base layer 226, the coating layer 224 will be caught by the processing marks of the base layer 226 and will not easily peel off from the skeleton 225.

(6)変形例
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
(6) Modifications The first embodiment is merely one of various embodiments of the present disclosure. Various modifications of the first embodiment are possible depending on the design, etc., as long as the object of the present disclosure can be achieved. In addition, all drawings referred to in this disclosure are schematic drawings, and the ratios of the sizes and thicknesses of the components in the drawings do not necessarily reflect the actual dimensional ratios. Modifications of the first embodiment are listed below. The modifications described below can be applied in appropriate combination.

内歯歯車2の歯車本体22は、ケース10とシームレスに一体化されていてもよい。この場合、ケース10は歯車本体22と同一材料(例えばアルミニウム)にて構成され、ケース10及び歯車本体22は1部品として扱われる。この構成では、歯車本体22とケース10とが別体である構成に比較して、アルミニウム製の部品の体積及び表面積が大きくなり、歯車装置1全体としての軽量化、及び放熱性向上が期待できる。同様に、内歯歯車2の歯車本体22には、軸受け部材6の外輪62がシームレスに一体化されていてもよい。 The gear body 22 of the internal gear 2 may be seamlessly integrated with the case 10. In this case, the case 10 is made of the same material as the gear body 22 (e.g., aluminum), and the case 10 and gear body 22 are treated as a single component. In this configuration, the volume and surface area of the aluminum parts are larger than in a configuration in which the gear body 22 and case 10 are separate, and it is expected that the gear device 1 as a whole will be lighter and have better heat dissipation. Similarly, the outer ring 62 of the bearing member 6 may be seamlessly integrated with the gear body 22 of the internal gear 2.

第1歯車が内歯歯車2であって、第2歯車が遊星歯車3であることも必須ではない。例えば、第1歯車が遊星歯車3であって、第2歯車が内歯歯車2であってもよい。この場合、遊星歯車3の基材が骨格部を構成し、例えば、遊星歯車3における他部品(内ピン4)との滑り接触部位が被覆層にて覆われる。 It is not essential that the first gear is the internal gear 2 and the second gear is the planetary gear 3. For example, the first gear may be the planetary gear 3 and the second gear may be the internal gear 2. In this case, the base material of the planetary gear 3 forms the skeleton, and for example, the portion of the planetary gear 3 that comes into sliding contact with another part (the inner pin 4) is covered with a coating layer.

また、骨格部225は鉄(Fe)に限らず、被覆層224はアルミニウム(Al)に限らない。被覆層224は骨格部225よりも比重の大きな材質であればよく、被覆層224は骨格部225の少なくとも一方が非金属であってもよい。この場合であっても、骨格部225が被覆層224に比べて熱伝導率が高いことが好ましい。 The skeleton 225 is not limited to iron (Fe), and the coating layer 224 is not limited to aluminum (Al). The coating layer 224 may be made of a material having a higher specific gravity than the skeleton 225, and at least one of the coating layer 224 and the skeleton 225 may be non-metallic. Even in this case, it is preferable that the skeleton 225 has a higher thermal conductivity than the coating layer 224.

被覆層224は、溶射によって形成されることに限らず、溶射以外の方法によって形成されてもよい。 The coating layer 224 is not limited to being formed by thermal spraying, and may be formed by methods other than thermal spraying.

下地層226は、レーザピーニングに限らず、例えば、加工対象物に対して投射材を投射するショットピーニング等の加工により形成されてもよい。また、下地層226の目方向は、図13A及び図13Bに示した例に限らず、例えば、他部品(外ピン23)の滑り方向に沿った方向、又は他部品(外ピン23)の滑り方向に対して傾斜した方向等であってもよい。 The base layer 226 is not limited to laser peening, and may be formed by processing such as shot peening, in which a projecting material is projected onto the workpiece. The grain direction of the base layer 226 is not limited to the example shown in Figures 13A and 13B, and may be, for example, a direction along the sliding direction of the other component (outer pin 23), or a direction inclined with respect to the sliding direction of the other component (outer pin 23).

実施形態1では、遊星歯車3が1つのタイプの歯車装置1を例示したが、歯車装置1は、遊星歯車3を2つ以上備えていてもよい。例えば、歯車装置1が遊星歯車3を3つ備える場合、これら3つの遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで120度の位相差をもって配置されることが好ましい。あるいは、歯車装置1が遊星歯車3を3つ備える場合、これら3つの遊星歯車3のうち2つの遊星歯車3が同位相であって、残り1つの遊星歯車3が回転軸Ax1まわりで180度の位相差をもって配置されてもよい。 In the first embodiment, a gear device 1 having one type of planetary gear 3 is exemplified, but the gear device 1 may have two or more planetary gears 3. For example, when the gear device 1 has three planetary gears 3, it is preferable that these three planetary gears 3 are arranged with a phase difference of 120 degrees around the rotation axis Ax1. Alternatively, when the gear device 1 has three planetary gears 3, two of these three planetary gears 3 may be in phase, and the remaining planetary gear 3 may be arranged with a phase difference of 180 degrees around the rotation axis Ax1.

また、実施形態1で説明した外ピン23の数(内歯21の歯数)、及び外歯31の歯数等は、一例に過ぎず、適宜変更可能である。 In addition, the number of outer pins 23 (the number of teeth of the internal teeth 21) and the number of teeth of the external teeth 31 described in embodiment 1 are merely examples and can be changed as appropriate.

また、歯車装置1の各構成要素の材質は、金属に限らず、例えば、エンジニアリングプラスチック等の樹脂であってもよい。 In addition, the material of each component of the gear device 1 is not limited to metal, but may be, for example, a resin such as engineering plastic.

また、歯車装置1は、軸受け部材6の内輪61と外輪62との間の相対的な回転を出力として取り出すことができればよく、内輪61の回転力が出力として取り出される構成に限らない。例えば、内輪61に対して相対的に回転する外輪62(ケース10)の回転力が出力として取り出されてもよい。 The gear device 1 is not limited to a configuration in which the rotational force of the inner ring 61 is output, as long as it can extract the relative rotation between the inner ring 61 and the outer ring 62 of the bearing member 6 as an output. For example, the rotational force of the outer ring 62 (case 10) rotating relative to the inner ring 61 may be output.

また、潤滑剤は、潤滑油(オイル)等の液状の物質に限らず、グリス等のゲル状の物質であってもよい。 The lubricant is not limited to a liquid substance such as lubricating oil (oil), but may be a gel-like substance such as grease.

(実施形態2)
<概要>
本実施形態に係る歯車装置1Aは、図14~図16に示すように、振り分けタイプと称される偏心揺動型の内接噛合遊星歯車装置である点で、実施形態1に係る歯車装置1と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。図14は、歯車装置1Aの概略構成を示す斜視図である。図15は、歯車装置1Aを回転軸Ax1の入力側から見た概略の分解斜視図である。図16は、歯車装置1Aの概略断面図である。
(Embodiment 2)
<Overview>
As shown in Figures 14 to 16, the gear device 1A according to this embodiment differs from the gear device 1 according to embodiment 1 in that it is an eccentric oscillating type internal meshing planetary gear device known as a distribution type. Hereinafter, common reference numerals are used for configurations similar to those in embodiment 1, and descriptions thereof will be omitted as appropriate. Figure 14 is a perspective view showing a schematic configuration of the gear device 1A. Figure 15 is a schematic exploded perspective view of the gear device 1A as viewed from the input side of the rotation axis Ax1. Figure 16 is a schematic cross-sectional view of the gear device 1A.

本実施形態に係る歯車装置1Aは、図14~図16に示すように、内歯歯車2の軸心(回転軸Ax1)からオフセットした位置に配置された複数(本実施形態では3つ)の偏心軸(クランク軸)7A,7B,7Cを備えている。さらに、歯車装置1Aは、内歯歯車2の軸心(回転軸Ax1)上に配置された、回転軸Ax1を中心とする入力軸500と、入力軸500と一体に形成された入力歯車501と、を備えている。複数の偏心軸7A,7B,7Cには、それぞれクランク軸歯車502A,502B,502Cがスプライン連結されている。これら複数(本実施形態では3つ)のクランク軸歯車502A,502B,502Cは、入力歯車501に対して噛み合うように配置されている。そのため、歯車装置1Aは、入力軸500が駆動されると、入力歯車501によって偏心軸7A,7B,7Cを同期して駆動することにより、遊星歯車3を揺動させながら内歯歯車2に内接噛合させている。 As shown in Figures 14 to 16, the gear device 1A according to this embodiment includes multiple (three in this embodiment) eccentric shafts (crank shafts) 7A, 7B, and 7C arranged at positions offset from the axis (rotation axis Ax1) of the internal gear 2. Furthermore, the gear device 1A includes an input shaft 500 centered on the rotation axis Ax1 arranged on the axis (rotation axis Ax1) of the internal gear 2, and an input gear 501 formed integrally with the input shaft 500. The multiple eccentric shafts 7A, 7B, and 7C are spline-connected to crank shaft gears 502A, 502B, and 502C, respectively. These multiple (three in this embodiment) crank shaft gears 502A, 502B, and 502C are arranged to mesh with the input gear 501. Therefore, when the input shaft 500 is driven, the gear device 1A drives the eccentric shafts 7A, 7B, and 7C synchronously with the input gear 501, causing the planetary gear 3 to oscillate and mesh internally with the internal gear 2.

また、本実施形態に係る歯車装置1Aは、複数の遊星歯車3を備えている。具体的には、歯車装置1Aは、第1遊星歯車301と第2遊星歯車302との2つの遊星歯車3を備えている。2つの遊星歯車3は、回転軸Ax1に平行な方向において対向するように配置されている。つまり、遊星歯車3は、回転軸Ax1に平行な方向に並ぶ第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302を含む。第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の形状自体は共通である。 The gear device 1A according to this embodiment also includes a plurality of planetary gears 3. Specifically, the gear device 1A includes two planetary gears 3, a first planetary gear 301 and a second planetary gear 302. The two planetary gears 3 are arranged to face each other in a direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, the planetary gears 3 include the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 that are aligned in a direction parallel to the rotation axis Ax1. The shapes of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 themselves are the same.

これら2つの遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)は、回転軸Ax1まわりで180度の位相差をもって配置される。図16の例では、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302のうち、回転軸Ax1の入力側(図16の右側)に位置する第1遊星歯車301の中心C1が、回転軸Ax1に対して図の上方にずれた(偏った)状態にある。一方、回転軸Ax1の出力側(図16の左側)に位置する第2遊星歯車302の中心C2は、回転軸Ax1に対して図の下方にずれた(偏った)状態にある。ここで、回転軸Ax1と中心C1との間の距離ΔL1は、回転軸Ax1に対する第1遊星歯車301の偏心量となり、回転軸Ax1と中心C2との間の距離ΔL2は、回転軸Ax1に対する第2遊星歯車302の偏心量となる。このように、複数の遊星歯車3が、回転軸Ax1を中心とする周方向において均等に配置されることで、複数の遊星歯車3間での重量バランスをとることが可能である。 These two planetary gears 3 (first planetary gear 301 and second planetary gear 302) are arranged with a phase difference of 180 degrees around the rotation axis Ax1. In the example of FIG. 16, the center C1 of the first planetary gear 301 located on the input side of the rotation axis Ax1 (right side of FIG. 16) of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 is shifted (biased) upward from the rotation axis Ax1. On the other hand, the center C2 of the second planetary gear 302 located on the output side of the rotation axis Ax1 (left side of FIG. 16) is shifted (biased) downward from the rotation axis Ax1. Here, the distance ΔL1 between the rotation axis Ax1 and the center C1 is the eccentricity of the first planetary gear 301 with respect to the rotation axis Ax1, and the distance ΔL2 between the rotation axis Ax1 and the center C2 is the eccentricity of the second planetary gear 302 with respect to the rotation axis Ax1. In this way, by arranging the multiple planetary gears 3 evenly in the circumferential direction around the rotation axis Ax1, it is possible to achieve a weight balance between the multiple planetary gears 3.

第1遊星歯車301と第2遊星歯車302とでは、その中心C1,C2が回転軸Ax1に対して180度回転対称に位置する。本実施形態では、偏心量ΔL1と偏心量ΔL2とでは、回転軸Ax1から見た向きが反対であるが、その絶対値は同じである。 The centers C1 and C2 of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 are located at 180 degrees rotational symmetry with respect to the rotation axis Ax1. In this embodiment, the eccentricity amount ΔL1 and the eccentricity amount ΔL2 are oriented in opposite directions as viewed from the rotation axis Ax1, but their absolute values are the same.

より詳細には、各偏心軸7A,7B,7Cは、それぞれ1つの軸心部71に対して、2つの偏心部72を有している。これら2つの偏心部72の中心の軸心部71の中心からの偏心量は、それぞれ回転軸Ax1に対する第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の偏心量ΔL1,ΔL2と同じである。複数の偏心軸7A,7B,7Cの形状自体は共通である。複数のクランク軸歯車502A,502B,502Cについても、その形状自体は共通である。 More specifically, each of the eccentric shafts 7A, 7B, and 7C has two eccentric portions 72 with respect to one axial portion 71. The eccentricity of the centers of these two eccentric portions 72 from the center of the axial portion 71 is the same as the eccentricity ΔL1 and ΔL2 of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 with respect to the rotation axis Ax1, respectively. The shapes of the multiple eccentric shafts 7A, 7B, and 7C are the same. The shapes of the multiple crankshaft gears 502A, 502B, and 502C are also the same.

また、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の回転軸Ax1に平行な方向の両側には、キャリアフランジ18及び出力フランジ19が配置されている。各偏心軸7A,7B,7Cは、その両端部が転がり軸受け41,42を介してキャリアフランジ18及び出力フランジ19に保持されている。つまり、各偏心軸7A,7B,7Cは、遊星歯車3に対して回転軸Ax1に平行な方向の両側において、自転可能な状態でキャリアフランジ18及び出力フランジ19に保持されている。 In addition, a carrier flange 18 and an output flange 19 are arranged on both sides of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 in a direction parallel to the rotation axis Ax1. Both ends of each eccentric shaft 7A, 7B, 7C are held by the carrier flange 18 and the output flange 19 via rolling bearings 41, 42. In other words, each eccentric shaft 7A, 7B, 7C is held by the carrier flange 18 and the output flange 19 in a rotatable state on both sides of the direction parallel to the rotation axis Ax1 relative to the planetary gear 3.

各偏心軸7A,7B,7Cの偏心部72には、偏心体軸受け5が装着される。第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の各々には、3つの偏心軸7A,7B,7Cに対応する3つの開口部33が形成されている。そして、各開口部33には偏心体軸受け5が収容される。言い換えれば、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302には、それぞれ偏心体軸受け5が取り付けられ、偏心体軸受け5に各偏心軸7A,7B,7Cが挿入されることで、偏心体軸受け5及び各偏心軸7A,7B,7Cが遊星歯車3に組み合わされる。本実施形態に係る歯車装置1Aでは、内ピン4が省略されており、内ピン4の代わりに複数の偏心軸7A,7B,7Cにより、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)を取り出すことが可能である。 An eccentric body bearing 5 is attached to the eccentric portion 72 of each of the eccentric shafts 7A, 7B, and 7C. Three openings 33 corresponding to the three eccentric shafts 7A, 7B, and 7C are formed in each of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302. The eccentric body bearing 5 is accommodated in each opening 33. In other words, the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 are each fitted with an eccentric body bearing 5, and the eccentric shafts 7A, 7B, and 7C are inserted into the eccentric body bearing 5, so that the eccentric body bearing 5 and the eccentric shafts 7A, 7B, and 7C are combined with the planetary gear 3. In the gear device 1A according to this embodiment, the inner pin 4 is omitted, and instead of the inner pin 4, multiple eccentric shafts 7A, 7B, and 7C are used to extract the rotation (rotation component) of the planetary gear 3, excluding the oscillation component (revolution component) of the planetary gear 3.

以上説明した構成によれば、入力軸500に入力としての回転力が加えられて、入力軸500が回転軸Ax1を中心に回転することで、この回転力が入力歯車501から複数の偏心軸7A,7B,7Cに振り分けられる。つまり、入力歯車501が回転すると、当該入力歯車501と同時に噛合している3つのクランク軸歯車502A,502B,502Cが同一の方向に同一の回転速度で回転する。各クランク軸歯車502A,502B,502Cには偏心軸7A,7B,7Cがスプライン連結されているため、3つの偏心軸7A,7B,7Cが入力歯車501とクランク軸歯車502A,502B,502Cとの歯数比にて減速された状態で、同一の方向に同一の回転速度で回転する。その結果、3つの偏心軸7A,7B,7Cにおける回転軸Ax1の入力側の同位置に形成された3つの偏心部72が同期して回転し、第1遊星歯車301を揺動させる。さらに、3つの偏心軸7A,7B,7Cにおける回転軸Ax1の出力側の同位置に形成された3つの偏心部72が同期して回転し、第2遊星歯車302を揺動させる。 According to the above-described configuration, a rotational force is applied to the input shaft 500 as an input, and the input shaft 500 rotates around the rotation axis Ax1, and this rotational force is distributed from the input gear 501 to the multiple eccentric shafts 7A, 7B, and 7C. In other words, when the input gear 501 rotates, the three crankshaft gears 502A, 502B, and 502C that are simultaneously engaged with the input gear 501 rotate in the same direction at the same rotational speed. Since the eccentric shafts 7A, 7B, and 7C are spline-connected to the crankshaft gears 502A, 502B, and 502C, the three eccentric shafts 7A, 7B, and 7C rotate in the same direction at the same rotational speed while being decelerated by the gear ratio between the input gear 501 and the crankshaft gears 502A, 502B, and 502C. As a result, the three eccentric parts 72 formed at the same position on the input side of the rotation axis Ax1 on the three eccentric shafts 7A, 7B, and 7C rotate synchronously, causing the first planetary gear 301 to oscillate. Furthermore, the three eccentric parts 72 formed at the same position on the output side of the rotation axis Ax1 on the three eccentric shafts 7A, 7B, and 7C rotate synchronously, causing the second planetary gear 302 to oscillate.

その結果、複数の偏心軸7A,7B,7Cの軸心部71がそれぞれ回転軸Ax1を中心に回転(自転)することにより、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302は、回転軸Ax1まわりで180度の位相差をもって、回転軸Ax1まわりで回転(偏心運動)する。 As a result, the shaft centers 71 of the multiple eccentric shafts 7A, 7B, and 7C each rotate (spin) around the rotation axis Ax1, causing the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 to rotate (perform eccentric motion) around the rotation axis Ax1 with a phase difference of 180 degrees around the rotation axis Ax1.

ここで、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302は、それぞれ内歯歯車2に内接噛合している。そのため、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302が1回揺動する毎に、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302は、内歯歯車2に対して(内歯21と外歯31との)歯数差分の円周方向の位相ずれが生じ、自転することになる。この自転が、各偏心軸7A,7B,7Cの内歯歯車2の軸心(回転軸Ax1)の周りの公転として、キャリアフランジ18及び出力フランジ19に伝達される。これにより、回転軸Ax1を中心に、歯車本体(と一体化されたケース10)に対して、キャリアフランジ18及び出力フランジ19を相対的に回転させることができる。 Here, the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 are in inscribed mesh with the internal gear 2. Therefore, each time the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 oscillate once, the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 rotate on their own axis, with a circumferential phase shift of the difference in the number of teeth (between the internal teeth 21 and the external teeth 31) occurring with respect to the internal gear 2. This rotation is transmitted to the carrier flange 18 and the output flange 19 as a revolution around the axis (rotation axis Ax1) of the internal gear 2 of each eccentric shaft 7A, 7B, 7C. This allows the carrier flange 18 and the output flange 19 to rotate relative to the gear body (case 10 integrated with it) around the rotation axis Ax1.

要するに、本実施形態に係る歯車装置1Aは、回転軸Ax1からオフセットした位置に配置された複数の偏心軸7A,7B,7Cにて遊星歯車3を揺動させる点で、実施形態1とは異なるものの、遊星歯車3の揺動を利用して回転出力を得る点では実施形態1と共通である。つまり、歯車装置1Aでは、遊星歯車3が揺動して、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動すると、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。ここで、内歯歯車2が固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、遊星歯車3が回転(自転)することになる。その結果、遊星歯車3からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。 In short, the gear device 1A according to this embodiment differs from the first embodiment in that the planetary gear 3 is oscillated by a plurality of eccentric shafts 7A, 7B, and 7C arranged at a position offset from the rotation axis Ax1, but is the same as the first embodiment in that the rotation output is obtained by utilizing the oscillation of the planetary gear 3. In other words, in the gear device 1A, when the planetary gear 3 oscillates and the meshing position between the internal teeth 21 and the external teeth 31 moves in the circumferential direction of the internal gear 2, a relative rotation according to the difference in the number of teeth between the planetary gear 3 and the internal gear 2 occurs between the two gears (the internal gear 2 and the planetary gear 3). Here, if the internal gear 2 is fixed, the planetary gear 3 rotates (spins) in accordance with the relative rotation of the two gears. As a result, the planetary gear 3 produces a rotation output that is reduced at a relatively high reduction ratio according to the difference in the number of teeth between the two gears.

より詳細には、本実施形態に係る歯車装置1Aは、軸受け部材6Aが第1軸受け部材601A及び第2軸受け部材602Aを含む。第1軸受け部材601A及び第2軸受け部材602Aは、それぞれアンギュラ玉軸受けからなる。具体的には、図16に示すように、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の入力側(図16の右側)には第1軸受け部材601Aが配置され、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の出力側(図16の左側)には第2軸受け部材602Aが配置される。軸受け部材6Aは、第1軸受け部材601A及び第2軸受け部材602Aにて、ラジアル方向の荷重、スラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重、及び回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)のいずれに対しても耐え得るように構成される。 More specifically, in the gear device 1A according to this embodiment, the bearing member 6A includes a first bearing member 601A and a second bearing member 602A. The first bearing member 601A and the second bearing member 602A are each made of an angular ball bearing. Specifically, as shown in FIG. 16, the first bearing member 601A is disposed on the input side (right side of FIG. 16) of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3, and the second bearing member 602A is disposed on the output side (left side of FIG. 16) of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3. The bearing member 6A is configured so that the first bearing member 601A and the second bearing member 602A can withstand any of a radial load, a thrust load (direction along the rotation axis Ax1), and a bending force (bending moment load) against the rotation axis Ax1.

ここで、第1軸受け部材601A及び第2軸受け部材602Aは、遊星歯車3に対して回転軸Ax1に平行な方向の両側に、回転軸Ax1に平行な方向において互いに反対向きで配置される。つまり、軸受け部材6Aは、複数(ここでは2つ)のアンギュラ玉軸受けを組み合わせた「組合せアンギュラ玉軸受け」である。ここでは一例として、第1軸受け部材601A及び第2軸受け部材602Aは、それぞれの内輪が互いに近づく向きのスラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重を受ける「背面組合せタイプ」である。さらに、歯車装置1Aにおいては、第1軸受け部材601A及び第2軸受け部材602Aは、それぞれの内輪を互いに近づける向きに締め付けることにより、内輪に対して適正な予圧が作用する状態で組み合わされる。 Here, the first bearing member 601A and the second bearing member 602A are arranged on both sides of the planetary gear 3 in a direction parallel to the rotation axis Ax1, facing opposite directions in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, the bearing member 6A is a "combined angular ball bearing" that combines multiple (here, two) angular ball bearings. As an example, the first bearing member 601A and the second bearing member 602A are of a "back-to-back combination type" that receives a load in the thrust direction (direction along the rotation axis Ax1) in which the respective inner rings approach each other. Furthermore, in the gear device 1A, the first bearing member 601A and the second bearing member 602A are combined in a state in which an appropriate preload acts on the inner rings by tightening the respective inner rings in a direction in which they approach each other.

また、本実施形態に係る歯車装置1Aは、キャリアフランジ18及び出力フランジ19を備えている。キャリアフランジ18及び出力フランジ19は、遊星歯車3に対して回転軸Ax1に平行な方向の両側に配置され、遊星歯車3のキャリア孔34(図16参照)を通して、互いに結合されている。具体的には、図16に示すように、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の入力側(図16の右側)にはキャリアフランジ18が配置され、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の出力側(図16の左側)には出力フランジ19が配置される。軸受け部材6A(第1軸受け部材601A及び第2軸受け部材602Aの各々の)の内輪は、キャリアフランジ18及び出力フランジ19に対して固定されている。本実施形態では一例として、第1軸受け部材601Aの内輪は、キャリアフランジ18とシームレスに一体化されている。同様に、第2軸受け部材602Aの内輪は、出力フランジ19とシームレスに一体化されている。 The gear device 1A according to this embodiment also includes a carrier flange 18 and an output flange 19. The carrier flange 18 and the output flange 19 are disposed on both sides of the planetary gear 3 in a direction parallel to the rotation axis Ax1, and are connected to each other through the carrier hole 34 (see FIG. 16) of the planetary gear 3. Specifically, as shown in FIG. 16, the carrier flange 18 is disposed on the input side (right side in FIG. 16) of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3, and the output flange 19 is disposed on the output side (left side in FIG. 16) of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3. The inner rings of the bearing members 6A (each of the first bearing member 601A and the second bearing member 602A) are fixed to the carrier flange 18 and the output flange 19. In this embodiment, as an example, the inner ring of the first bearing member 601A is seamlessly integrated with the carrier flange 18. Similarly, the inner ring of the second bearing member 602A is seamlessly integrated with the output flange 19.

出力フランジ19は、出力フランジ19の一表面から回転軸Ax1の入力側に向けて突出する複数(一例として3つ)のキャリアピン191(図15参照)を有している。これら複数のキャリアピン191は、遊星歯車3に形成されている複数(一例として3つ)のキャリア孔34をそれぞれ貫通し、その先端がキャリアフランジ18に対してキャリアボルトにて固定される。ここで、キャリアピン191とキャリア孔34の内周面との間には隙間が確保され、キャリアピン191は、キャリア孔34内を移動可能、つまりキャリア孔34の中心に対して相対的に移動可能である。これにより、遊星歯車3が揺動する際にキャリアピン191がキャリア孔34の内周面に接触することはない。 The output flange 19 has a plurality of (three, for example) carrier pins 191 (see FIG. 15) that protrude from one surface of the output flange 19 toward the input side of the rotation axis Ax1. These carrier pins 191 each pass through a plurality of (three, for example) carrier holes 34 formed in the planetary gear 3, and their tips are fixed to the carrier flange 18 by carrier bolts. A gap is provided between the carrier pins 191 and the inner peripheral surface of the carrier hole 34, and the carrier pins 191 are movable within the carrier hole 34, that is, are movable relative to the center of the carrier hole 34. This prevents the carrier pins 191 from coming into contact with the inner peripheral surface of the carrier hole 34 when the planetary gear 3 oscillates.

これにより、歯車装置1Aは、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、軸受け部材6Aの内輪61と一体化されたキャリアフランジ18及び出力フランジ19の回転として取り出すように使用される。すなわち、実施形態1では、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、遊星歯車3に複数の内ピン4にて連結された内輪61から、遊星歯車3の自転成分として取り出される。これに対して、本実施形態では、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、内輪と一体化されたキャリアフランジ18及び出力フランジ19から取り出される。本実施形態では一例として、歯車装置1Aは、軸受け部材6Aの外輪62(図16参照)が固定部材であるケース10に固定された状態で使用される。すなわち、遊星歯車3は複数の偏心軸7A,7B,7Cにて回転部材であるキャリアフランジ18及び出力フランジ19と連結され、歯車本体22は固定部材に固定されるため、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、回転部材(キャリアフランジ18及び出力フランジ19)から取り出される。言い換えれば、本実施形態では、歯車本体22に対して遊星歯車3が相対的に回転する際、キャリアフランジ18及び出力フランジ19の回転力を出力として取り出すように構成されている。 As a result, the gear device 1A is used to extract the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 as the rotation of the carrier flange 18 and the output flange 19 integrated with the inner ring 61 of the bearing member 6A. That is, in the first embodiment, the relative rotation between the planetary gear 3 and the internal gear 2 is extracted as the rotation component of the planetary gear 3 from the inner ring 61 connected to the planetary gear 3 by a plurality of inner pins 4. In contrast, in the present embodiment, the relative rotation between the planetary gear 3 and the internal gear 2 is extracted from the carrier flange 18 and the output flange 19 integrated with the inner ring. In the present embodiment, as an example, the gear device 1A is used in a state where the outer ring 62 (see FIG. 16) of the bearing member 6A is fixed to the case 10, which is a fixed member. That is, the planetary gear 3 is connected to the rotating members, the carrier flange 18 and the output flange 19, by a plurality of eccentric shafts 7A, 7B, and 7C, and the gear body 22 is fixed to a fixed member, so that the relative rotation between the planetary gear 3 and the internal gear 2 is taken from the rotating members (the carrier flange 18 and the output flange 19). In other words, in this embodiment, when the planetary gear 3 rotates relative to the gear body 22, the rotational force of the carrier flange 18 and the output flange 19 is taken as an output.

さらに、本実施形態では、ケース10が内歯歯車2の歯車本体22とシームレスに一体化されている。つまり、実施形態1では、内歯歯車2の歯車本体22が、軸受け部材6の外輪62と共に、ケース10に固定された状態で使用される。これに対して、本実施形態では、回転軸Ax1に平行な方向において、固定部材である歯車本体22とケース10とはシームレスに連続して設けられる。 Furthermore, in this embodiment, the case 10 is seamlessly integrated with the gear body 22 of the internal gear 2. That is, in embodiment 1, the gear body 22 of the internal gear 2 is used in a state where it is fixed to the case 10 together with the outer ring 62 of the bearing member 6. In contrast, in this embodiment, the gear body 22, which is the fixed member, and the case 10 are provided in a seamless continuity in the direction parallel to the rotation axis Ax1.

より詳細には、ケース10は、円筒状であって、歯車装置1Aの外郭を構成する。本実施形態では、円筒状のケース10の中心軸は、回転軸Ax1と一致するように構成されている。つまり、ケース10は、少なくとも外周面が、平面視において(回転軸Ax1方向の一方から見て)回転軸Ax1を中心とする真円となる。ケース10は、回転軸Ax1方向の両端面が開口する円筒状に形成されている。ここで、ケース10には、内歯歯車2の歯車本体22がシームレスに一体化されており、ケース10及び歯車本体22は、1部品として扱われる。そのため、ケース10の内周面は、歯車本体22の内周面221を含んでいる。さらに、ケース10には、軸受け部材6Aの外輪62が固定されている。つまり、ケース10の内周面における歯車本体22から見て回転軸Ax1の入力側(図16の右側)には、第1軸受け部材601Aの外輪62が嵌め込まれることにより固定される。一方、ケース10の内周面における歯車本体22から見て回転軸Ax1の出力側(図16の左側)には、第2軸受け部材602Aの外輪62が嵌め込まれることにより固定される。 More specifically, the case 10 is cylindrical and constitutes the outer shell of the gear device 1A. In this embodiment, the central axis of the cylindrical case 10 is configured to coincide with the rotation axis Ax1. In other words, at least the outer peripheral surface of the case 10 is a perfect circle centered on the rotation axis Ax1 in a plan view (seen from one side in the direction of the rotation axis Ax1). The case 10 is formed in a cylindrical shape with both end faces in the direction of the rotation axis Ax1 open. Here, the gear body 22 of the internal gear 2 is seamlessly integrated with the case 10, and the case 10 and the gear body 22 are treated as one part. Therefore, the inner peripheral surface of the case 10 includes the inner peripheral surface 221 of the gear body 22. Furthermore, the outer ring 62 of the bearing member 6A is fixed to the case 10. In other words, the outer ring 62 of the first bearing member 601A is fitted and fixed to the input side (right side in FIG. 16) of the rotation axis Ax1 as seen from the gear body 22 on the inner peripheral surface of the case 10. Meanwhile, the outer ring 62 of the second bearing member 602A is fitted and fixed to the output side (left side in FIG. 16) of the rotation axis Ax1 as viewed from the gear body 22 on the inner circumferential surface of the case 10.

さらに、ケース10における回転軸Ax1の入力側(図16の右側)の端面は、キャリアフランジ18によって閉塞され、ケース10における回転軸Ax1の出力側(図16の左側)の端面は、出力フランジ19によって閉塞される。そのため、図16に示すように、ケース10、キャリアフランジ18及び出力フランジ19で囲まれた空間内に、遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)、複数の外ピン23、及び偏心体軸受け5等の部品が収容される。 Furthermore, the end face of the case 10 on the input side (right side in FIG. 16) of the rotating shaft Ax1 is closed by a carrier flange 18, and the end face of the case 10 on the output side (left side in FIG. 16) of the rotating shaft Ax1 is closed by an output flange 19. Therefore, as shown in FIG. 16, parts such as the planetary gear 3 (first planetary gear 301 and second planetary gear 302), multiple outer pins 23, and eccentric bearing 5 are housed in the space surrounded by the case 10, carrier flange 18, and output flange 19.

また、本実施形態に係る歯車装置1Aは、歯車本体22の内側に配置され、ラジアル方向(歯車本体22の径方向)において歯車本体22との間に複数の外ピン23を保持する保持部材80を更に備える。保持部材80は、第1遊星歯車301と第2遊星歯車302との2つの遊星歯車3の間に配置されている。そして、保持部材80は、外周面に、複数の外ピン23を保持する複数の外周溝801を有する。すなわち、本実施形態では、実施形態1の支持体8に代えて設けられた保持部材80が、歯車本体22との間に複数の外ピン23を挟むことにより、歯車本体22の内周面221から離れる向きの外ピン23の移動を抑制する「ストッパ」として機能する。要するに、複数の外ピン23の各々は、保持部材80の外周面に接触することで、歯車本体22から離れる向きの移動が規制され、かつ外周溝801に嵌め込まれることで、回転軸Ax1を中心とする周方向への移動も規制される。つまり、外ピン23は、保持部材80及び歯車本体22にて、径方向(ラジアル方向)だけでなく周方向についても位置決めされることになる。 In addition, the gear device 1A according to this embodiment further includes a retaining member 80 that is disposed inside the gear body 22 and holds the multiple outer pins 23 between the gear body 22 in the radial direction (diameter direction of the gear body 22). The retaining member 80 is disposed between the two planetary gears 3, the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302. The retaining member 80 has multiple outer peripheral grooves 801 that hold the multiple outer pins 23 on its outer peripheral surface. That is, in this embodiment, the retaining member 80 provided in place of the support body 8 of the first embodiment functions as a "stopper" that suppresses the movement of the outer pins 23 in a direction away from the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 by sandwiching the multiple outer pins 23 between the gear body 22. In short, each of the multiple outer pins 23 is restricted from moving in a direction away from the gear body 22 by contacting the outer peripheral surface of the retaining member 80, and is also restricted from moving in a circumferential direction around the rotation axis Ax1 by being fitted into the outer peripheral groove 801. In other words, the outer pin 23 is positioned by the retaining member 80 and the gear body 22 not only in the radial direction but also in the circumferential direction.

したがって、外ピン23と、保持部材80及び歯車本体22との間には、ガタが生じにくく、内歯21(外ピン23)と外歯31との噛み合い時に、外歯31によって内周溝223から引っ張り出される向きの力が外ピン23に作用しても、内歯21と外歯31との噛み合いが不安定になりにくい。よって、本実施形態に係る歯車装置1Aによれば、内歯21と外歯31との噛み合いが安定しやすい、という利点がある。 Therefore, rattle is unlikely to occur between the outer pin 23 and the retaining member 80 and the gear body 22, and even if a force acts on the outer pin 23 in a direction in which the outer teeth 31 pulls it out of the inner circumferential groove 223 when the inner teeth 21 (outer pin 23) and the outer teeth 31 mesh, the meshing between the inner teeth 21 and the outer teeth 31 is unlikely to become unstable. Therefore, the gear device 1A according to this embodiment has the advantage that the meshing between the inner teeth 21 and the outer teeth 31 is likely to be stable.

ところで、本実施形態に係る歯車装置1Aにおいても、内歯歯車2は「第1歯車」の一例であって、遊星歯車3は「第2歯車」の一例である。すなわち、第1歯車は、環状の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有する内歯歯車2である。複数の外ピン23は、歯車本体22の内周面221に形成された複数の内周溝223に自転可能な状態で保持され、内歯21を構成する。第2歯車は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する遊星歯車3である。この歯車装置1では、回転軸Ax1を中心に遊星歯車3を揺動させることにより、遊星歯車3を内歯歯車2に対して相対的に回転させる。そして、本実施形態では、内歯歯車2の骨格部225のうち、少なくとも他部品としての複数の外ピン23が滑り接触する複数の内周溝223の内面が滑り接触部位となる。そのため、少なくとも複数の内周溝223の内面(滑り接触部位)は被覆層224で覆われることになる。 In the gear device 1A according to this embodiment, the internal gear 2 is an example of the "first gear" and the planetary gear 3 is an example of the "second gear". That is, the first gear is the internal gear 2 having an annular gear body 22 and a plurality of outer pins 23. The plurality of outer pins 23 are held in a rotatable state in a plurality of inner circumferential grooves 223 formed on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22, forming the internal teeth 21. The second gear is the planetary gear 3 having the external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. In this gear device 1, the planetary gear 3 is rotated relative to the internal gear 2 by oscillating the planetary gear 3 about the rotation axis Ax1. In this embodiment, the inner surfaces of the plurality of inner circumferential grooves 223 with which at least the plurality of outer pins 23 as other components slide in contact are the sliding contact parts of the skeleton part 225 of the internal gear 2. Therefore, at least the inner surfaces (sliding contact parts) of the plurality of inner circumferential grooves 223 are covered with the coating layer 224.

実施形態2の構成(変形例を含む)は、実施形態1で説明した種々の構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて採用可能である。 The configuration of embodiment 2 (including the modified examples) can be adopted in appropriate combination with the various configurations (including the modified examples) described in embodiment 1.

(実施形態3)
本実施形態に係る歯車装置1Cは、図17~図20に示すように、剛性内歯歯車2Cと、可撓性外歯歯車3Cと、波動発生器4Cと、を備える点で、実施形態1に係る歯車装置1と相違する。
(Embodiment 3)
As shown in Figures 17 to 20, the gear device 1C of this embodiment differs from the gear device 1 of embodiment 1 in that it includes a rigid internal gear 2C, a flexible external gear 3C, and a wave generator 4C.

本実施形態に係る歯車装置1Cは、環状の剛性内歯歯車2Cの内側に、環状の可撓性外歯歯車3Cが配置され、さらに、可撓性外歯歯車3Cの内側には波動発生器4Cが配置される。波動発生器4Cは、可撓性外歯歯車3Cを非円形状に撓ませることにより、剛性内歯歯車2Cの内歯21Cに対して可撓性外歯歯車3Cの外歯31Cを部分的に噛み合わせる。波動発生器4Cが回転すると、内歯21Cと外歯31Cとの噛み合い位置が、剛性内歯歯車2Cの円周方向に移動し、可撓性外歯歯車3Cを剛性内歯歯車2Cとの歯数差に応じた相対回転が両歯車(剛性内歯歯車2C及び可撓性外歯歯車3C)の間に発生する。ここで、剛性内歯歯車2Cが固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、可撓性外歯歯車3Cが回転することになる。その結果、可撓性外歯歯車3Cからは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。 In the gear device 1C according to this embodiment, an annular flexible external gear 3C is arranged inside an annular rigid internal gear 2C, and a wave generator 4C is arranged inside the flexible external gear 3C. The wave generator 4C bends the flexible external gear 3C into a non-circular shape, thereby partially meshing the external teeth 31C of the flexible external gear 3C with the internal teeth 21C of the rigid internal gear 2C. When the wave generator 4C rotates, the meshing position between the internal teeth 21C and the external teeth 31C moves in the circumferential direction of the rigid internal gear 2C, and a relative rotation according to the difference in the number of teeth between the flexible external gear 3C and the rigid internal gear 2C occurs between the two gears (rigid internal gear 2C and flexible external gear 3C). Here, if the rigid internal gear 2C is fixed, the flexible external gear 3C will rotate in accordance with the relative rotation of the two gears. As a result, the flexible external gear 3C produces a rotational output that is reduced at a relatively high reduction ratio depending on the difference in the number of teeth between the two gears.

また、可撓性外歯歯車3Cに撓みを生じさせる波動発生器4Cは、入力側の回転軸Ax1を中心に回転駆動される非円形状のカム41Cと、ベアリング42Cと、を有している。ベアリング42Cは、カム41Cの外周面と可撓性外歯歯車3Cの内周面301Cとの間に配置される。ベアリング42Cの内輪422Cは、カム41Cの外周面に固定され、ベアリング42Cの外輪421Cは、ボール状の転動体423Cを介して、カム41Cに押されて弾性変形する。ここで、転動体423Cが転がることで外輪421Cは内輪422Cに対して相対的に回転可能であるので、非円形状のカム41Cが回転すると、内輪422Cの回転は外輪421Cには伝わらず、カム41Cに押された可撓性外歯歯車3Cの外歯31Cには、波動運動が発生する。外歯31Cの波動運動が発生することで、上述したように内歯21Cと外歯31Cとの噛み合い位置が剛性内歯歯車2Cの円周方向に移動し、可撓性外歯歯車3Cと剛性内歯歯車2Cとの間に相対回転が発生する。 The wave generator 4C, which causes the flexible external gear 3C to bend, has a non-circular cam 41C that is rotated around the input rotation axis Ax1, and a bearing 42C. The bearing 42C is disposed between the outer peripheral surface of the cam 41C and the inner peripheral surface 301C of the flexible external gear 3C. The inner ring 422C of the bearing 42C is fixed to the outer peripheral surface of the cam 41C, and the outer ring 421C of the bearing 42C is elastically deformed by being pressed by the cam 41C via the ball-shaped rolling body 423C. Here, since the outer ring 421C can rotate relative to the inner ring 422C by the rolling of the rolling body 423C, when the non-circular cam 41C rotates, the rotation of the inner ring 422C is not transmitted to the outer ring 421C, and a wave motion is generated in the external teeth 31C of the flexible external gear 3C that is pressed by the cam 41C. As a result of the wave motion of the external teeth 31C, the meshing position between the internal teeth 21C and the external teeth 31C moves in the circumferential direction of the rigid internal gear 2C as described above, and relative rotation occurs between the flexible external gear 3C and the rigid internal gear 2C.

要するに、この種の歯車装置1Cにおいては、ベアリング42Cを有する波動発生器4Cが可撓性外歯歯車3Cを撓ませながら、内歯21Cと外歯31Cとの噛み合いによる動力の伝達が実現される。 In short, in this type of gear device 1C, a wave generator 4C having a bearing 42C flexes the flexible external gear 3C, and power is transmitted by meshing between the internal teeth 21C and the external teeth 31C.

より詳細には、歯車装置1Cの一例として、カップ型の波動歯車装置を例示する。つまり、本実施形態に係る歯車装置1Cでは、カップ状に形成された可撓性外歯歯車3Cを用いている。波動発生器4Cは、カップ状の可撓性外歯歯車3C内に収容されるように、可撓性外歯歯車3Cと組み合わされる。 More specifically, a cup-type strain wave gear device is shown as an example of the gear device 1C. That is, the gear device 1C according to this embodiment uses a flexible external gear 3C formed in a cup shape. The wave generator 4C is combined with the flexible external gear 3C so as to be housed within the cup-shaped flexible external gear 3C.

本実施形態に係る歯車装置1Cでは、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax2とは、同一直線上にある。言い換えれば、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax2とは、同軸である。ここで、入力側の回転軸Ax1は、入力回転が与えられる波動発生器4Cの回転中心であって、出力側の回転軸Ax1は、出力回転を生じる可撓性外歯歯車3Cの回転中心である。つまり、歯車装置1Cでは、同軸上において、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。 In the gear device 1C according to this embodiment, the input side rotation axis Ax1 and the output side rotation axis Ax2 are on the same straight line. In other words, the input side rotation axis Ax1 and the output side rotation axis Ax2 are coaxial. Here, the input side rotation axis Ax1 is the rotation center of the wave generator 4C to which the input rotation is applied, and the output side rotation axis Ax1 is the rotation center of the flexible external gear 3C that generates the output rotation. In other words, in the gear device 1C, an output rotation that is reduced in speed at a relatively high reduction ratio compared to the input rotation is obtained on the same axis.

剛性内歯歯車2Cは、サーキュラスプライン(circular spline)ともいい、内歯21Cを有する環状の部品である。本実施形態では、剛性内歯歯車2Cは、少なくとも内周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の剛性内歯歯車2Cの内周面には、内歯21Cが、剛性内歯歯車2Cの円周方向に沿って形成されている。内歯21Cを構成する複数の歯は、全て同一形状であって、剛性内歯歯車2Cの内周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、内歯21Cのピッチ円は、平面視において真円となる。また、剛性内歯歯車2Cは、回転軸Ax1の方向に所定の厚みを有している。内歯21Cは、いずれも剛性内歯歯車2Cの厚み方向の全長にわたって形成されている。内歯21Cの歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。 The rigid internal gear 2C is also called a circular spline and is an annular part having internal teeth 21C. In this embodiment, the rigid internal gear 2C has an annular shape in which at least the inner peripheral surface is a perfect circle in a plan view. The inner peripheral surface of the annular rigid internal gear 2C is formed with internal teeth 21C along the circumferential direction of the rigid internal gear 2C. The multiple teeth constituting the internal teeth 21C all have the same shape and are provided at equal pitch over the entire circumferential area of the inner peripheral surface of the rigid internal gear 2C. In other words, the pitch circle of the internal teeth 21C is a perfect circle in a plan view. In addition, the rigid internal gear 2C has a predetermined thickness in the direction of the rotation axis Ax1. All of the internal teeth 21C are formed over the entire length of the rigid internal gear 2C in the thickness direction. All of the tooth traces of the internal teeth 21C are parallel to the rotation axis Ax1.

可撓性外歯歯車3Cは、フレックススプライン(flex spline)ともいい、外歯31Cを有する環状の部品である。本実施形態では、可撓性外歯歯車3Cは、比較的薄肉の金属弾性体(金属板)にて、カップ状に形成された部品である。つまり、可撓性外歯歯車3Cは、その厚みが比較的小さい(薄い)ことで可撓性を持つ。可撓性外歯歯車3Cは、カップ状の本体部32Cを有している。本体部32Cは、胴部321C及び底部322Cを有している。胴部321Cは、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じていない状態において、少なくとも内周面301Cが平面視で真円となる、円筒状を有している。胴部321Cの中心軸は、回転軸Ax1と一致する。底部322Cは、胴部321Cの一方の開口面に配置され、平面視において真円となる、円盤状を有している。底部322Cは、胴部321Cの一対の開口面のうち、回転軸Ax1の出力側の開口面に配置されている。上記より、本体部32Cは、胴部321C及び底部322Cの全体で、回転軸Ax1の入力側に開放された、有底の円筒状、つまりカップ状の形状が実現される。言い換えれば、可撓性外歯歯車3Cの回転軸Ax1の方向における底部322Cとは反対側の端面には、開口面35Cが形成されている。つまり、可撓性外歯歯車3Cは、歯筋方向D1の一方(ここでは回転軸Ax1の入力側)に開口面35Cを有する筒状である。本実施形態では、胴部321C及び底部322Cは1つの金属部材にて一体に形成されており、これにより、シームレスな本体部32Cが実現される。 The flexible external gear 3C is also called a flex spline and is an annular part having external teeth 31C. In this embodiment, the flexible external gear 3C is a part formed in a cup shape from a relatively thin metal elastic body (metal plate). In other words, the flexible external gear 3C has flexibility due to its relatively small (thin) thickness. The flexible external gear 3C has a cup-shaped main body 32C. The main body 32C has a body 321C and a bottom 322C. The body 321C has a cylindrical shape in which at least the inner circumferential surface 301C is a perfect circle in a plan view when no elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C. The central axis of the body 321C coincides with the rotation axis Ax1. The bottom 322C is disposed on one opening surface of the body 321C and has a disk shape that is a perfect circle in a plan view. The bottom 322C is disposed on the opening surface on the output side of the rotation axis Ax1, out of a pair of opening surfaces of the body 321C. As described above, the body 32C is realized in a bottomed cylindrical shape, that is, a cup shape, which is open to the input side of the rotation axis Ax1, by the entire body 321C and bottom 322C. In other words, an opening surface 35C is formed on the end surface opposite the bottom 322C in the direction of the rotation axis Ax1 of the flexible external gear 3C. In other words, the flexible external gear 3C is cylindrical with an opening surface 35C on one side of the tooth trace direction D1 (here, the input side of the rotation axis Ax1). In this embodiment, the body 321C and the bottom 322C are integrally formed from a single metal member, thereby realizing a seamless body 32C.

ここで、可撓性外歯歯車3Cに対しては、胴部321Cの内側に、非円形状の波動発生器4Cが嵌め込まれるようにして、波動発生器4Cが組み合わされる。これにより、可撓性外歯歯車3Cは、内側から外側に向けて、波動発生器4Cからラジアル方向(回転軸Ax1に直交する方向)の外力を受けることにより、非円形状に弾性変形する。本実施形態の第1比較例では、楕円形状の波動発生器4Cが可撓性外歯歯車3Cに組み合わされることにより、可撓性外歯歯車3Cは、胴部321Cが楕円形状に弾性変形する(図18参照)。つまり、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じていない状態とは、可撓性外歯歯車3Cに波動発生器4Cが組み合わされていない状態を意味する。反対に、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じている状態とは、可撓性外歯歯車3Cに波動発生器4Cが組み合わされた状態を意味する。 Here, the flexible external gear 3C is combined with the wave generator 4C such that the non-circular wave generator 4C is fitted inside the body 321C. As a result, the flexible external gear 3C elastically deforms into a non-circular shape when it receives an external force from the wave generator 4C in the radial direction (direction perpendicular to the rotation axis Ax1) from the inside to the outside. In the first comparative example of this embodiment, the flexible external gear 3C elastically deforms into an elliptical shape at the body 321C by combining the elliptical wave generator 4C with the flexible external gear 3C (see FIG. 18). In other words, a state in which no elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C means a state in which the wave generator 4C is not combined with the flexible external gear 3C. Conversely, a state in which elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C means a state in which the wave generator 4C is combined with the flexible external gear 3C.

より詳細には、波動発生器4Cは、胴部321Cの内周面301Cのうち底部322Cとは反対側(回転軸Ax1の入力側)の端部に嵌め込まれる。言い換えれば、波動発生器4Cは、可撓性外歯歯車3Cの胴部321Cのうち、回転軸Ax1の方向における開口面35C側の端部に嵌め込まれている。そのため、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じている状態では、可撓性外歯歯車3Cは、回転軸Ax1の方向における開口面35C側の端部において、底部322C側の端部に比較して、より大きく変形し、より楕円形状に近い形状となる。このような回転軸Ax1の方向における変形量の違いから、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じている状態において、可撓性外歯歯車3Cの胴部321Cの内周面301Cは、回転軸Ax1に対して傾斜するテーパ面を含むことになる。 More specifically, the wave generator 4C is fitted into the end of the inner circumferential surface 301C of the body 321C opposite to the bottom 322C (the input side of the rotation axis Ax1). In other words, the wave generator 4C is fitted into the end of the body 321C of the flexible external gear 3C on the opening surface 35C side in the direction of the rotation axis Ax1. Therefore, when elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C, the end of the flexible external gear 3C on the opening surface 35C side in the direction of the rotation axis Ax1 is more deformed than the end on the bottom 322C side, and becomes closer to an elliptical shape. Due to such a difference in the amount of deformation in the direction of the rotation axis Ax1, when elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C, the inner circumferential surface 301C of the body 321C of the flexible external gear 3C includes a tapered surface that is inclined with respect to the rotation axis Ax1.

また、胴部321Cの外周面のうち少なくとも底部322Cとは反対側(回転軸Ax1の入力側)の端部には、外歯31Cが、胴部321Cの円周方向に沿って形成されている。言い換えれば、外歯31Cは、可撓性外歯歯車3Cの胴部321Cのうち、少なくとも回転軸Ax1の方向における開口面35C側の端部に設けられている。外歯31Cを構成する複数の歯は、全て同一形状であって、可撓性外歯歯車3Cの外周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、外歯31Cのピッチ円は、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じていない状態で、平面視において真円となる。外歯31Cは、胴部321Cの開口面35C側(回転軸Ax1の入力側)の端縁から一定幅の範囲にのみ形成されている。具体的には、胴部321Cのうち、回転軸Ax1の方向において、少なくとも波動発生器4Cが嵌め込まれる部分(開口面35C側の端部)には、外周面に外歯31Cが形成されている。外歯31Cの歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。 In addition, at least at the end of the outer peripheral surface of the body 321C opposite to the bottom 322C (the input side of the rotation axis Ax1), the external teeth 31C are formed along the circumferential direction of the body 321C. In other words, the external teeth 31C are provided at least at the end of the body 321C of the flexible external gear 3C on the opening surface 35C side in the direction of the rotation axis Ax1. The multiple teeth constituting the external teeth 31C are all of the same shape and are provided at equal pitches over the entire circumferential area of the outer peripheral surface of the flexible external gear 3C. In other words, the pitch circle of the external teeth 31C is a perfect circle in a plan view when no elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C. The external teeth 31C are formed only within a certain width range from the edge of the opening surface 35C side (the input side of the rotation axis Ax1) of the body 321C. Specifically, at least the portion of the body 321C where the wave generator 4C is fitted in the direction of the rotation axis Ax1 (the end portion on the opening surface 35C side) has external teeth 31C formed on the outer circumferential surface. The tooth traces of the external teeth 31C are all parallel to the rotation axis Ax1.

このように構成される可撓性外歯歯車3Cは、剛性内歯歯車2Cの内側に配置される。ここで、可撓性外歯歯車3Cは、胴部321Cの外周面のうち底部322Cとは反対側(回転軸Ax1の入力側)の端部のみが、剛性内歯歯車2Cの内側に挿入されるように、剛性内歯歯車2Cと組み合わされる。つまり、可撓性外歯歯車3Cは、胴部321Cのうち、回転軸Ax1の方向において、波動発生器4Cが嵌め込まれる部分(開口面35C側の端部)が、剛性内歯歯車2Cの内側に挿入される。ここで、可撓性外歯歯車3Cの外周面には外歯31Cが形成され、剛性内歯歯車2Cの内周面には内歯21Cが形成されている。そのため、剛性内歯歯車2Cの内側に可撓性外歯歯車3Cが配置された状態では、外歯31Cと内歯21Cとは、互いに対向することになる。 The flexible external gear 3C configured in this manner is placed inside the rigid internal gear 2C. Here, the flexible external gear 3C is combined with the rigid internal gear 2C so that only the end of the outer circumferential surface of the body 321C opposite the bottom 322C (the input side of the rotation axis Ax1) is inserted inside the rigid internal gear 2C. In other words, the flexible external gear 3C is inserted inside the rigid internal gear 2C at the part of the body 321C where the wave generator 4C is fitted (the end on the opening surface 35C side) in the direction of the rotation axis Ax1. Here, the external teeth 31C are formed on the outer circumferential surface of the flexible external gear 3C, and the internal teeth 21C are formed on the inner circumferential surface of the rigid internal gear 2C. Therefore, when the flexible external gear 3C is placed inside the rigid internal gear 2C, the external teeth 31C and the internal teeth 21C face each other.

ここで、剛性内歯歯車2Cにおける内歯21Cの歯数は、可撓性外歯歯車3Cの外歯31Cの歯数よりも2N(Nは正の整数)だけ多い。本実施形態では一例として、Nが「1」であって、可撓性外歯歯車3Cの(外歯31Cの)歯数は、剛性内歯歯車2Cの(内歯21Cの)歯数よりも「2」多い。このような可撓性外歯歯車3Cと剛性内歯歯車2Cとの歯数差は、歯車装置1Cでの入力回転に対する出力回転の減速比を規定する。 Here, the number of teeth of the internal teeth 21C of the rigid internal gear 2C is 2N (N is a positive integer) more than the number of teeth of the external teeth 31C of the flexible external gear 3C. In this embodiment, as an example, N is "1", and the number of teeth (of the external teeth 31C) of the flexible external gear 3C is "2" more than the number of teeth (of the internal teeth 21C) of the rigid internal gear 2C. Such a difference in the number of teeth between the flexible external gear 3C and the rigid internal gear 2C defines the reduction ratio of the output rotation to the input rotation in the gear device 1C.

ここにおいて、本実施形態では一例として、外歯31Cの歯筋方向D1の中心と内歯21Cの歯筋方向D1の中心とが対向するように、回転軸Ax1の方向における可撓性外歯歯車3Cと剛性内歯歯車2Cとの相対位置が設定されている。つまり、可撓性外歯歯車3Cの外歯31Cと剛性内歯歯車2Cの内歯21Cとでは、歯筋方向D1の中心の位置が回転軸Ax1の方向の同一位置に合わされている。また、本実施形態では、外歯31Cの歯筋方向D1の寸法(歯幅)は、内歯21Cの歯筋方向D1の寸法(歯幅)よりも大きい。そのため、回転軸Ax1に平行な方向においては、外歯31Cの歯筋の範囲内に、内歯21Cが収まることになる。言い換えれば、外歯31Cは、内歯21Cに対して、歯筋方向D1の少なくとも一方に突出する。本実施形態では、外歯31Cは、内歯21Cに対して、歯筋方向D1の両方(回転軸Ax1の入力側及び出力側)に突出する。 Here, in this embodiment, as an example, the relative positions of the flexible external gear 3C and the rigid internal gear 2C in the direction of the rotation axis Ax1 are set so that the center of the tooth trace direction D1 of the external teeth 31C and the center of the tooth trace direction D1 of the internal teeth 21C face each other. In other words, the positions of the centers of the tooth trace direction D1 of the external teeth 31C of the flexible external gear 3C and the internal teeth 21C of the rigid internal gear 2C are aligned to the same position in the direction of the rotation axis Ax1. Also, in this embodiment, the dimension (tooth width) of the tooth trace direction D1 of the external teeth 31C is larger than the dimension (tooth width) of the tooth trace direction D1 of the internal teeth 21C. Therefore, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the internal teeth 21C are contained within the range of the tooth trace of the external teeth 31C. In other words, the external teeth 31C protrude in at least one direction of the tooth trace direction D1 relative to the internal teeth 21C. In this embodiment, the external teeth 31C protrude in both directions of the tooth trace D1 (the input side and the output side of the rotation axis Ax1) relative to the internal teeth 21C.

ここで、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じていない状態(可撓性外歯歯車3Cに波動発生器4Cが組み合わされていない状態)で、真円を描く外歯31Cのピッチ円は、同じく真円を描く内歯21Cのピッチ円に比べて一回り小さくなるように設定されている。つまり、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じていない状態では、外歯31Cとの内歯21Cとは、隙間を介して対向することになり、互いに噛み合ってはいない。 Here, when no elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C (when the wave generator 4C is not combined with the flexible external gear 3C), the pitch circle of the external teeth 31C, which form a perfect circle, is set to be slightly smaller than the pitch circle of the internal teeth 21C, which also form a perfect circle. In other words, when no elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C, the external teeth 31C and the internal teeth 21C face each other with a gap between them and do not mesh with each other.

一方で、可撓性外歯歯車3Cに弾性変形が生じた状態(可撓性外歯歯車3Cに波動発生器4Cが組み合わされた状態)では、胴部321Cが非円形状に撓むので、剛性内歯歯車2Cの内歯21Cに対して可撓性外歯歯車3Cの外歯31Cが部分的に噛み合う。つまり、第1比較例では、可撓性外歯歯車3Cの胴部321C(の少なくとも開口面35C側の端部)が楕円形状に弾性変形することで、図18に示すように、楕円形状の長軸方向の両端に位置する外歯31Cが、内歯21Cに噛み合うこととなる。言い換えれば、楕円を描く外歯31Cのピッチ円の長径は、真円を描く内歯21Cのピッチ円の直径に一致し、楕円を描く外歯31Cのピッチ円の短径は、真円を描く内歯21Cのピッチ円の直径より小さくなる。このようにして、可撓性外歯歯車3Cが弾性変形すると、外歯31Cを構成する複数の歯のうちの一部の歯が、内歯21Cを構成する複数の歯のうちの一部の歯に噛み合うことになる。結果的に、歯車装置1Cでは、外歯31Cの一部を内歯21Cの一部に噛み合わせることが可能となる。 On the other hand, when elastic deformation occurs in the flexible external gear 3C (when the wave generator 4C is combined with the flexible external gear 3C), the body 321C bends in a non-circular shape, so that the external teeth 31C of the flexible external gear 3C partially mesh with the internal teeth 21C of the rigid internal gear 2C. In other words, in the first comparative example, the body 321C of the flexible external gear 3C (at least the end on the opening surface 35C side) is elastically deformed into an ellipse, so that the external teeth 31C located at both ends in the major axis direction of the ellipse mesh with the internal teeth 21C, as shown in FIG. 18. In other words, the major axis of the pitch circle of the external teeth 31C that draws an ellipse coincides with the diameter of the pitch circle of the internal teeth 21C that draws a perfect circle, and the minor axis of the pitch circle of the external teeth 31C that draws an ellipse is smaller than the diameter of the pitch circle of the internal teeth 21C that draws a perfect circle. In this way, when the flexible external gear 3C elastically deforms, some of the multiple teeth that make up the external teeth 31C mesh with some of the multiple teeth that make up the internal teeth 21C. As a result, in the gear device 1C, it is possible to mesh some of the external teeth 31C with some of the internal teeth 21C.

波動発生器4Cは、ウェーブジェネレータ(wave generator)ともいい、可撓性外歯歯車3Cに撓みを生じさせて、可撓性外歯歯車3Cの外歯31Cに波動運動を生じさせる部品である。本実施形態の第1比較例では、波動発生器4Cは、平面視において外周形状が非円形状、具体的には楕円形状となる部品である。 The wave generator 4C, also known as a wave generator, is a component that causes deflection in the flexible external gear 3C, generating wave motion in the external teeth 31C of the flexible external gear 3C. In the first comparative example of this embodiment, the wave generator 4C is a component whose outer periphery is non-circular in plan view, specifically, elliptical.

ところで、本実施形態に係る歯車装置1Cにおいては、剛性内歯歯車2Cは「第1歯車」の一例であって、可撓性外歯歯車3Cは「第2歯車」の一例である。すなわち、第1歯車は、内歯21Cを有する環状の剛性内歯歯車2Cである。第2歯車は、外歯31Cを有し、剛性内歯歯車2Cの内側に配置される環状の可撓性外歯歯車3Cである。この歯車装置1Cは、可撓性外歯歯車3Cの内側に配置され、可撓性外歯歯車3Cに撓みを生じさせる波動発生器4Cを更に備える。歯車装置1Cは、回転軸Ax1を中心とする波動発生器4Cの回転に伴って可撓性外歯歯車3Cを変形させ、外歯31Cの一部を内歯21Cの一部に噛み合わせて、可撓性外歯歯車3Cを剛性内歯歯車2Cとの歯数差に応じて剛性内歯歯車2Cに対して相対的に回転させる。そして、剛性内歯歯車2C(第1歯車)の骨格部225のうち、少なくとも他部品としての外歯31Cが滑り接触する内歯21Cの表面は被覆層224で覆われている。 In the gear device 1C according to the present embodiment, the rigid internal gear 2C is an example of the "first gear", and the flexible external gear 3C is an example of the "second gear". That is, the first gear is an annular rigid internal gear 2C having internal teeth 21C. The second gear is an annular flexible external gear 3C having external teeth 31C and arranged inside the rigid internal gear 2C. This gear device 1C further includes a wave generator 4C arranged inside the flexible external gear 3C and causing deflection in the flexible external gear 3C. The gear device 1C deforms the flexible external gear 3C in accordance with the rotation of the wave generator 4C about the rotation axis Ax1, meshing a part of the external teeth 31C with a part of the internal teeth 21C, and rotating the flexible external gear 3C relative to the rigid internal gear 2C according to the difference in the number of teeth with the rigid internal gear 2C. Furthermore, of the skeleton 225 of the rigid internal gear 2C (first gear), at least the surface of the internal teeth 21C with which the external teeth 31C, which is another component, slides is covered with a coating layer 224.

要するに、本実施形態では、剛性内歯歯車2Cが「第1歯車」の一例であるので、例えばアルミニウム(Al)製の骨格部225を剛性内歯歯車2Cの基材とする。そして、可撓性外歯歯車3Cが楕円形状に弾性変形する場合には、上述したように、楕円形状の長軸方向の両端側の2箇所において、外歯31Cが内歯21Cに噛み合うこととなる。このように、内歯21Cにおける外歯31Cとの複数の噛合部位においては、内歯21Cと外歯31Cとの間に滑り接触が生じる。そのため、第1歯車である剛性内歯歯車2Cにおいては、その内歯21Cの表面が、他部品(可撓性外歯歯車3Cの外歯31C)との滑り接触部位となるので、当該内歯21Cの表面が、例えば鉄(Fe)製の被覆層224で覆われることになる。 In short, in this embodiment, the rigid internal gear 2C is an example of the "first gear", so the skeleton 225 made of aluminum (Al) is used as the base material of the rigid internal gear 2C. When the flexible external gear 3C elastically deforms into an elliptical shape, as described above, the external teeth 31C mesh with the internal teeth 21C at two locations on both ends of the long axis direction of the elliptical shape. In this way, at multiple meshing locations with the external teeth 31C on the internal teeth 21C, sliding contact occurs between the internal teeth 21C and the external teeth 31C. Therefore, in the rigid internal gear 2C, which is the first gear, the surface of the internal teeth 21C becomes a sliding contact location with another component (the external teeth 31C of the flexible external gear 3C), so the surface of the internal teeth 21C is covered with a coating layer 224 made of iron (Fe), for example.

実施形態3の変形例として、第1歯車が剛性内歯歯車2Cであって、第2歯車が可撓性外歯歯車3Cであることも必須ではない。例えば、第1歯車が可撓性外歯歯車3Cであって、第2歯車が剛性内歯歯車2Cであってもよい。この場合、可撓性外歯歯車3Cの基材が骨格部を構成し、例えば、可撓性外歯歯車3Cにおける他部品(波動発生器4C)との滑り接触部位が被覆層にて覆われる。 As a modified example of the third embodiment, it is not essential that the first gear is a rigid internal gear 2C and the second gear is a flexible external gear 3C. For example, the first gear may be a flexible external gear 3C and the second gear may be a rigid internal gear 2C. In this case, the base material of the flexible external gear 3C forms the skeleton, and for example, the sliding contact area of the flexible external gear 3C with another component (wave generator 4C) is covered with a coating layer.

実施形態3(変形例を含む)の構成は、実施形態1又は実施形態2で説明した種々の構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて採用可能である。 The configuration of embodiment 3 (including the modified examples) can be adopted in appropriate combination with the various configurations (including the modified examples) described in embodiment 1 or embodiment 2.

(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)は、第1歯車と、第2歯車と、を備える。第2歯車は、第1歯車と噛み合うことで第1歯車に対して相対的に回転する。第1歯車は、骨格部(225)と、骨格部(225)よりも比重の大きな被覆層(224)と、を有する。骨格部(225)における少なくとも他部品との滑り接触部位は被覆層(224)で覆われている。
(summary)
As described above, the gear device (1, 1A, 1C) according to the first aspect includes a first gear and a second gear. The second gear rotates relative to the first gear by meshing with the first gear. The first gear has a skeleton portion (225) and a coating layer (224) having a specific gravity greater than that of the skeleton portion (225). At least a portion of the skeleton portion (225) that comes into sliding contact with another component is covered with the coating layer (224).

この態様によれば、第1歯車の骨格部(225)自体は、比重の小さな材質とすることで、例えばそれなりの厚みを有するとしても、比較的に重量を小さく抑えることが可能である。その一方で、骨格部(225)のうちの(他部品との)滑り接触部位については、骨格部(225)よりも比重の大きな被覆層(224)で覆われているので、滑り接触部位については、耐摩耗性を高めて第1歯車としての強度を維持できる。結果的に、強度を維持しつつ軽量化を図りやすい歯車装置(1,1A,1C)を実現可能である。 According to this embodiment, the skeleton portion (225) of the first gear itself is made of a material with a low specific gravity, so that even if it has a certain thickness, it is possible to keep the weight relatively small. On the other hand, the sliding contact portion of the skeleton portion (225) (with other parts) is covered with a coating layer (224) with a higher specific gravity than the skeleton portion (225), so that the wear resistance of the sliding contact portion can be increased and the strength of the first gear can be maintained. As a result, it is possible to realize a gear device (1, 1A, 1C) that is easy to reduce weight while maintaining its strength.

第2の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)では、第1の態様において、骨格部(225)は、被覆層(224)に比べて熱伝導率が高い。 In the gear device (1, 1A, 1C) according to the second aspect, in the first aspect, the skeleton portion (225) has a higher thermal conductivity than the coating layer (224).

この態様によれば、第1歯車の大部分を、熱伝導率の高い骨格部(225)で構成することができ、第1歯車の放熱性を向上させることができる。 According to this embodiment, most of the first gear can be made up of a skeletal portion (225) with high thermal conductivity, improving the heat dissipation of the first gear.

第3の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)では、第1又は2の態様において、被覆層(224)は、骨格部(225)とは別組成の溶射膜である。 In the gear device (1, 1A, 1C) according to the third aspect, in the first or second aspect, the coating layer (224) is a sprayed film having a different composition from the framework (225).

この態様によれば、比較的大きな膜厚の被覆層(224)を形成しやすくなる。 This embodiment makes it easier to form a coating layer (224) with a relatively large thickness.

第4の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)では、第1~3のいずれかの態様において、第1歯車は、骨格部(225)の表面に下地層(226)を有し、被覆層(224)は下地層(226)に積層されている。 In the gear device (1, 1A, 1C) according to the fourth aspect, in any of the first to third aspects, the first gear has a base layer (226) on the surface of the skeleton portion (225), and the coating layer (224) is laminated on the base layer (226).

この態様によれば、骨格部(225)に対する被覆層(224)の密着性を向上させることができる。 According to this embodiment, the adhesion of the coating layer (224) to the skeletal portion (225) can be improved.

第5の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)では、第4の態様において、下地層(226)の目方向は、滑り接触部位における他部品の滑り方向を基準とする方向である。 In the gear device (1, 1A, 1C) according to the fifth aspect, in the fourth aspect, the grain direction of the base layer (226) is a direction based on the sliding direction of other parts at the sliding contact area.

この態様によれば、骨格部(225)に対する被覆層(224)の密着性を向上させることができる。 According to this embodiment, the adhesion of the coating layer (224) to the skeletal portion (225) can be improved.

第6の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)では、第1~5のいずれかの態様において、被覆層(224)は、50μm以上の厚みを有する。 In the gear device (1, 1A, 1C) according to the sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects, the coating layer (224) has a thickness of 50 μm or more.

この態様によれば、滑り接触部位において、骨格部(225)に他部品が直接的に接触することを回避でき、骨格部(225)の摩耗が抑制されやすい。 According to this embodiment, it is possible to prevent other parts from directly contacting the skeletal portion (225) at the sliding contact area, which makes it easier to suppress wear of the skeletal portion (225).

第7の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)では、第1~6のいずれかの態様において、第1歯車は、内歯歯車(2)であって、第2歯車は、遊星歯車(3)である。内歯歯車(2)は、環状の歯車本体(22)と、歯車本体(22)の内周面(221)に形成された複数の内周溝(223)に自転可能な状態で保持され内歯(21)を構成する複数の外ピン(23)と、を有する。遊星歯車(3)は、内歯(21)に部分的に噛み合う外歯(31)を有する。歯車装置(1,1A,1C)は、回転軸(Ax1)を中心に遊星歯車(3)を揺動させることにより、遊星歯車(3)を内歯歯車(2)に対して相対的に回転させている。内歯歯車(2)の骨格部(225)のうち、少なくとも他部品としての複数の外ピン(23)が滑り接触する複数の内周溝(223)の内面は被覆層(224)で覆われている。 In the gear device (1, 1A, 1C) according to the seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the first gear is an internal gear (2) and the second gear is a planetary gear (3). The internal gear (2) has an annular gear body (22) and a plurality of outer pins (23) that are rotatably held in a plurality of inner circumferential grooves (223) formed on the inner circumferential surface (221) of the gear body (22). The planetary gear (3) has external teeth (31) that partially mesh with the internal teeth (21). The gear device (1, 1A, 1C) rotates the planetary gear (3) relative to the internal gear (2) by oscillating the planetary gear (3) about the rotation axis (Ax1). Of the skeleton portion (225) of the internal gear (2), at least the inner surfaces of the multiple inner circumferential grooves (223) with which the multiple outer pins (23) serving as other components slide and contact are covered with a coating layer (224).

この態様によれば、内接噛合遊星歯車装置において、強度を維持しつつ軽量化を図りやすい歯車装置(1,1A,1C)を実現可能である。 This aspect makes it possible to realize an internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1C) that is easy to reduce weight while maintaining strength.

第8の態様に係る歯車装置(1,1A,1C)では、第1~6のいずれかの態様において、第1歯車は、内歯(21C)を有する環状の剛性内歯歯車(2C)であって、第2歯車は、外歯(31C)を有し、剛性内歯歯車(2C)の内側に配置される環状の可撓性外歯歯車(3C)である。歯車装置(1,1A,1C)は、可撓性外歯歯車(3C)の内側に配置され、可撓性外歯歯車(3C)に撓みを生じさせる波動発生器(4C)を更に備える。歯車装置(1,1A,1C)は、回転軸(Ax1)を中心とする波動発生器(4C)の回転に伴って可撓性外歯歯車(3C)を変形させ、外歯(31C)の一部を内歯(21C)の一部に噛み合わせて、可撓性外歯歯車(3C)を剛性内歯歯車(2C)との歯数差に応じて剛性内歯歯車(2C)に対して相対的に回転させる歯車装置である。剛性内歯歯車の骨格部(225)のうち、少なくとも他部品としての外歯(31C)が滑り接触する内歯(21C)の表面は被覆層(224)で覆われている。 In the gear device (1, 1A, 1C) according to the eighth aspect, in any one of the first to sixth aspects, the first gear is an annular rigid internal gear (2C) having internal teeth (21C), and the second gear is an annular flexible external gear (3C) having external teeth (31C) and arranged inside the rigid internal gear (2C). The gear device (1, 1A, 1C) further includes a wave generator (4C) arranged inside the flexible external gear (3C) and causing a deflection in the flexible external gear (3C). The gear device (1, 1A, 1C) is a gear device that deforms the flexible external gear (3C) in response to the rotation of the wave generator (4C) about the rotation axis (Ax1), meshes a part of the external teeth (31C) with a part of the internal teeth (21C), and rotates the flexible external gear (3C) relative to the rigid internal gear (2C) according to the difference in the number of teeth with the rigid internal gear (2C). Of the skeleton part (225) of the rigid internal gear, at least the surface of the internal teeth (21C) with which the external teeth (31C) as another component slides is covered with a coating layer (224).

この態様によれば、波動歯車装置において、強度を維持しつつ軽量化を図りやすい歯車装置(1,1A,1C)を実現可能である。 According to this aspect, it is possible to realize a gear device (1, 1A, 1C) that is easy to reduce weight while maintaining strength in a wave gear device.

第9の態様に係る歯車装置の製造方法は、第1~8のいずれかの態様に係る歯車装置の製造方法であって、第1歯車の骨格部(225)の少なくとも一部に溶射により被覆層(224)を形成する溶射工程を有する。 The manufacturing method of the gear device according to the ninth aspect is a manufacturing method of the gear device according to any one of the first to eighth aspects, and includes a thermal spraying process for forming a coating layer (224) by thermal spraying on at least a part of the skeleton portion (225) of the first gear.

この態様によれば、第1歯車の骨格部(225)自体は、比重の小さな材質とすることで、例えばそれなりの厚みを有するとしても、比較的に重量を小さく抑えることが可能である。その一方で、骨格部(225)のうちの(他部品との)滑り接触部位については、溶射にて形成され、骨格部(225)よりも比重の大きな被覆層(224)で覆われているので、滑り接触部位については、耐摩耗性を高めて第1歯車としての強度を維持できる。結果的に、強度を維持しつつ軽量化を図りやすい歯車装置(1,1A,1C)の製造方法を実現可能である。 According to this aspect, the skeleton portion (225) of the first gear itself is made of a material with a low specific gravity, so that even if it has a certain thickness, it is possible to keep the weight relatively small. On the other hand, the sliding contact portion of the skeleton portion (225) (with other parts) is formed by thermal spraying and is covered with a coating layer (224) with a higher specific gravity than the skeleton portion (225), so that the wear resistance of the sliding contact portion can be increased and the strength of the first gear can be maintained. As a result, it is possible to realize a manufacturing method for a gear device (1, 1A, 1C) that can easily be made lighter while maintaining its strength.

第2~8の態様に係る構成については、歯車装置(1,1A,1C)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 The configurations according to the second to eighth aspects are not essential to the gear device (1, 1A, 1C) and may be omitted as appropriate.

1,1A (内接噛合遊星)歯車装置
1C (波動)歯車装置
2 内歯歯車(第1歯車)
2C 剛性内歯歯車(第1歯車)
3 遊星歯車(第2歯車)
3C 可撓性外歯歯車(第2歯車)
4C 波動発生器
21,21C 内歯
22 歯車本体
23 外ピン(他部品)
31,31C 外歯(他部品)
221 (歯車本体の)内周面
223 内周溝
224 被覆層
225 骨格部
226 下地層
Ax1 回転軸
1, 1A (internal meshing planetary) gear device 1C (wave) gear device 2 Internal gear (first gear)
2C Rigid internal gear (first gear)
3 Planetary gear (second gear)
3C Flexible external gear (second gear)
4C Wave generator 21, 21C Internal teeth 22 Gear body 23 Outer pin (other parts)
31, 31C External teeth (other parts)
221 (of gear body) inner peripheral surface 223 inner peripheral groove 224 coating layer 225 skeleton portion 226 base layer Ax1 rotating shaft

Claims (9)

第1歯車と、
前記第1歯車と噛み合うことで前記第1歯車に対して相対的に回転する第2歯車と、を備え、
前記第1歯車は、骨格部と、前記骨格部よりも比重の大きな被覆層と、を有し、
前記骨格部における少なくとも他部品との滑り接触部位は前記被覆層で覆われている、
歯車装置。
A first gear;
a second gear that rotates relatively to the first gear by meshing with the first gear,
the first gear has a skeleton portion and a coating layer having a specific gravity greater than that of the skeleton portion,
At least a portion of the skeleton that comes into sliding contact with another component is covered with the coating layer.
Gear mechanism.
前記骨格部は、前記被覆層に比べて熱伝導率が高い、
請求項1に記載の歯車装置。
The skeleton has a higher thermal conductivity than the coating layer.
2. The gear arrangement of claim 1.
前記被覆層は、前記骨格部とは別組成の溶射膜である、
請求項1又は2に記載の歯車装置。
The coating layer is a sprayed film having a different composition from that of the skeleton.
A gear device according to claim 1 or 2.
前記第1歯車は、前記骨格部の表面に下地層を有し、前記被覆層は前記下地層に積層されている、
請求項1又は2に記載の歯車装置。
The first gear has a base layer on a surface of the skeleton portion, and the coating layer is laminated on the base layer.
A gear device according to claim 1 or 2.
前記下地層の目方向は、前記滑り接触部位における前記他部品の滑り方向を基準とする方向である、
請求項4項に記載の歯車装置。
The grain direction of the base layer is a direction based on the sliding direction of the other component at the sliding contact portion.
5. A gear arrangement according to claim 4.
前記被覆層は、50μm以上の厚みを有する、
請求項1又は2に記載の歯車装置。
The coating layer has a thickness of 50 μm or more.
A gear device according to claim 1 or 2.
前記第1歯車は、環状の歯車本体と、前記歯車本体の内周面に形成された複数の内周溝に自転可能な状態で保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車であって、
前記第2歯車は、前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車であって、
回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させており、
前記内歯歯車の前記骨格部のうち、少なくとも前記他部品としての前記複数の外ピンが滑り接触する前記複数の内周溝の内面は前記被覆層で覆われている、
請求項1又は2に記載の歯車装置。
The first gear is an internal gear having an annular gear body and a plurality of outer pins that are rotatably held in a plurality of inner circumferential grooves formed on an inner circumferential surface of the gear body and that constitute internal teeth,
The second gear is a planetary gear having external teeth that partially mesh with the internal teeth,
The planetary gear is rotated relative to the internal gear by swinging the planetary gear about a rotation axis,
In the skeleton portion of the internal gear, at least inner surfaces of the plurality of inner circumferential grooves with which the plurality of outer pins as the other components slide and come into contact are covered with the coating layer.
A gear device according to claim 1 or 2.
前記第1歯車は、内歯を有する環状の剛性内歯歯車であって、
前記第2歯車は、外歯を有し、前記剛性内歯歯車の内側に配置される環状の可撓性外歯歯車であって、
前記可撓性外歯歯車の内側に配置され、前記可撓性外歯歯車に撓みを生じさせる波動発生器を更に備え、
回転軸を中心とする前記波動発生器の回転に伴って前記可撓性外歯歯車を変形させ、前記外歯の一部を前記内歯の一部に噛み合わせて、前記可撓性外歯歯車を前記剛性内歯歯車との歯数差に応じて前記剛性内歯歯車に対して相対的に回転させる歯車装置であって、
前記剛性内歯歯車の前記骨格部のうち、少なくとも前記他部品としての前記外歯が滑り接触する前記内歯の表面は前記被覆層で覆われている、
請求項1又は2に記載の歯車装置。
The first gear is an annular rigid internal gear having internal teeth,
The second gear is an annular flexible external gear having external teeth and disposed inside the rigid internal gear,
Further, a wave generator is disposed inside the flexible external gear and causes the flexible external gear to deflect,
a gear device in which the flexible external gear is deformed in accordance with rotation of the wave generator about a rotation axis, a portion of the external teeth is meshed with a portion of the internal teeth, and the flexible external gear is rotated relative to the rigid internal gear in accordance with a difference in the number of teeth between the flexible external gear and the rigid internal gear,
At least a surface of the internal teeth of the skeleton portion of the rigid internal gear with which the external teeth as the other component come into sliding contact is covered with the coating layer.
A gear device according to claim 1 or 2.
請求項1~8のいずれか1項に記載の歯車装置の製造方法であって、
前記第1歯車の前記骨格部の少なくとも一部に溶射により前記被覆層を形成する溶射工程を有する、
歯車装置の製造方法。
A method for manufacturing a gear device according to any one of claims 1 to 8, comprising the steps of:
a thermal spraying step of forming the coating layer on at least a part of the skeleton portion of the first gear by thermal spraying,
A method for manufacturing a gear device.
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