JP3919349B2

JP3919349B2 - 内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置

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Publication number: JP3919349B2
Application number: JP23561498A
Authority: JP
Inventors: 裕二前口; 洋鶴身; 卓芳賀
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: JP2000065158A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外歯歯車を出力部材とし、該外歯歯車と噛合する内歯揺動体を偏心体によって揺動回転させることにより、外歯歯車に減速回転出力を取り出す内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内接噛合遊星歯車装置は、大トルクの伝達が可能であり且つ大減速比が得られるという利点があるので、種々の減速機分野で数多く使用されている。
【０００３】
その中で、外歯歯車を出力部材とし、該外歯歯車と噛合する内歯揺動体を偏心体によって揺動回転させることにより回転出力を取り出す内歯揺動型の内接噛合遊星歯車装置が特許公報第２６０７９３７号にて知られている。
【０００４】
図１９、図２０を用いて同歯車装置の一例を説明する。
【０００５】
１はケーシングであり、互いにボルトやピン等の締結部材２で結合された第１支持ブロック１Ａと第２支持ブロック１Ｂとからなる。５は入力軸で、入力軸５の端部にはピニオン６が設けられ、ピニオン６は、入力軸５の周りに等角度に配設された複数の伝動歯車７と噛合している。
【０００６】
ケーシング１には、軸方向両端を軸受８、９によって回転自在に支持され且つ軸方向中間部に偏心体１０Ａ、１０Ｂを有する３本の偏心体軸１０が、円周方向に等角度間隔（１２０度間隔）で設けられており、前記伝動歯車７は各偏心体軸１０の端部に結合されている。そして、入力軸５の回転を受けて伝動歯車７が回転することにより、各偏心体軸１０が回転するようになっている。
【０００７】
各偏心体軸１０は、ケーシング１内に収容された２枚の内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの貫通孔をそれぞれ貫通しており、各偏心体軸１０の軸方向に隣接した２段の偏心体１０Ａ、１０Ｂの外周と、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの貫通孔の内周との間にはコロ１４が設けられている。
【０００８】
一方、ケーシング１内の中心部には、出力軸２０の端部に一体化された外歯歯車２１が配されており、外歯歯車２１の外歯２３に、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂのピンからなる内歯１３が噛合している。内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂは、偏心体１０Ａ、１０Ｂを支持する部分と内歯１３部分を除いて残りの部分を切り欠いて構成されており、これによって第１、第２の支持ブロック１Ａ、１Ｂの特に結合部分の断面積を大きくとれるようになっている。
【０００９】
この装置は次のように動作する。
【００１０】
入力軸５の回転は、ピニオン６を介して伝動歯車７に与えられ、伝動歯車７によって偏心体軸１０が回転させられる。偏心体軸１０の回転により偏心体１０が回転させられると、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂが揺動回転する。このため、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂと噛合する外歯歯車２１が減速回転されるものとなる。この場合、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの１回の揺動回転によって、該内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂと外歯歯車２１はその歯数差だけ位相がずれるので、その位相差に相当する自転成分が外歯歯車２１の（減速）回転となり、出力軸２０から減速出力が取り出される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置では、３本の偏心体軸１０が円周方向に等角度（１２０度）間隔で配設（等配）されており、ケーシング１の外形がそれに応じて円形となっているために、寸法縮小化に限界があった。例えば、産業用ロボットの関節用の用途として図２０のＸで示す正面から見た装置幅寸法を縮小したいという要望があった場合、等配された偏心体軸１０の配置が支障になって、その要望を実現するのに限界があった。
【００１２】
本発明は、上記事情を考慮し、装置形状の設計自由度を増し、寸法縮小を可能にする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、軸直角断面形状が、円形でも正多角形状でもないケーシングと、該ケーシング内に配された出力部材としての外歯歯車と、該外歯歯車の外周側に配され前記ケーシングに回転自在に支持された複数の偏心体軸と、該偏心体軸に設けられた偏心体と、前記外歯歯車と噛合し前記偏心体が貫通すると共に該偏心体の回転によって揺動回転させられることで前記外歯歯車を回転させる内歯揺動体とを備えた内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置において、前記偏心体軸を、前記ケーシングに対して外歯歯車を中心とする円周方向に不等間隔で配したことにより、上記課題を解決したものである。
【００１４】
ここで、３本の偏心体軸を備える場合を考えてみる。
【００１５】
３本の偏心体軸を円周方向に等配すると、従来例のように１２０度間隔になるが、本発明では、例えば２本の偏心体軸を１２０度より小さい間隔で片側に寄せて配置し、残りの１本の偏心体軸をそれらと反対側に配置する。そうすると、片側に寄せた２本の偏心体軸同士が互いに接近するので、それらを結ぶ直線方向の装置寸法が縮小できるようになる。従来は、偏心体軸をケーシングに対して外歯歯車の円周方向に等配する関係上、ケーシングが円形を基本とする形状になっていたが、本発明では、偏心体軸をケーシングに対して外歯歯車を中心として円周方向に不等間隔で配置することにより、偏心体軸の配置の自由度が増すので、それに応じてケーシング、即ち、歯車装置全体の形状の設計自由度が大きくとれるようになる。その結果、前述したように、出力軸の正面から見た場合の装置の幅寸法を小さくすることができ、全体として細長い形状のコンパクトな歯車装置を作ることが可能になり、例えば産業用のロボットの関節駆動用として有益である。
【００１６】
なお、残る１本の偏心体軸を他の２本の偏心体軸から等角度の位置に配置した場合は、バランスの安定を図ることができる（請求項２）。
【００１７】
また、偏心体軸の本数は最低２本でもよく、その場合は、２本の偏心体軸を１８０度より小さい角度間隔（反対側は１８０度より当然大きくなる）で配する（請求項３）。それにより、１８０度間隔で等配した場合より、２本の偏心体軸の距離が小さくなるので、先の３本の例と同様に、装置幅寸法を縮小することができるようになる。
【００１８】
また、偏心体軸の本数は４本にしてもよく、その場合は、片側に２本、反対側に２本、それぞれの側で偏心体軸を接近させて配置すれば、装置幅を短縮することができる。また、それ以上の本数の偏心体軸を設ける場合も同様である。
【００１９】
いずれの場合も、偏心体軸を不等間隔で配置することにより装置の外観形状を優先させて、偏心体軸の配置を決めることができるようになる（＝形状の設計自由度が増す）。このため、所望の幅内に装置寸法を納めることができるようになる。
【００２０】
また、偏心体軸は必ずしも同一円周上に配置する必要はなく、偏心体軸のうちの少なくとも１本を、外歯歯車の中心に対して他の偏心体軸とは異なる径の円周上に配置してもよい（請求項４）。そうした場合は一層、設計の自由度が広がる。
【００２１】
また、偏心体軸の不等配置により、各偏心体軸や偏心体に対する負荷のかかり方が変わって来る可能性がある。そこで、負荷のかかり方に応じて、偏心体軸（偏心体の概念を含む）の径を異ならせてもよい。つまり、偏心体軸のうちの少なくとも１本を、他の偏心体軸と異径にしてもよく（請求項５）、それに応じて偏心体の径や軸受のサイズを変えてもよい。例えば、偏心体軸の配置により守備範囲の広くなった偏心体軸や偏心体については大径とするのがよい。但し、その場合、偏心体の偏心量は他と揃える必要がある。
【００２２】
また、全部の偏心体軸を必ずしも駆動する必要はなく、複数の偏心体軸のうちの少なくとも１本を、偏心体軸を回転駆動する入力軸に対して非連結とし、内歯揺動体の揺動に応じて従動回転しつつ内歯揺動体を支持する従動専用のものとしてもよい（請求項６）。この場合、駆動用の偏心体軸には、入力トルク負荷と出力トルク負荷がかかるが、従動専用の偏心体軸には、入力トルク負荷はかからず出力トルク負荷のみがかかる。従って、従動専用の偏心体軸に関しては、負荷が小さいので、小径化することも可能である。このように、従動専用の偏心体軸を設けた場合は、そのものについては入力のための伝動機構（伝動歯車等）を設けずにすむため、部品数減少を図ることが可能になる。
【００２３】
また、従来、内歯揺動体は当然のように全周連続した内歯を有していたが、内歯揺動体の枚数によっては、位相を適当にずらすことにより、全周連続した内歯を利用しないでも、外歯歯車を回転させることが可能である。
【００２４】
例えば、１枚の内歯揺動体では全周連続した内歯が必要であるが、２枚の内歯揺動体では、外歯歯車との噛合位相を１８０度ずらせば、内歯の形成範囲を全周の１／２の１８０度以上にすればよくなる。
【００２５】
同様に、３枚の内歯揺動体では、外歯歯車との噛合位相を１２０度ずらせば、内歯の形成範囲を全周の１／３の１２０度以上にすればよくなり、４枚の内歯揺動体では、外歯歯車との噛合位相を９０度ずらせば、内歯の形成範囲を全周の１／４の９０度以上にすればよくなる。
【００２６】
そこで、請求項７の発明では、内歯揺動体の内歯の形成範囲を円周の一部としている。また、請求項８の発明では、内歯揺動体の内歯を、円周方向に不連続に構成している。
【００２７】
このように、不等配に配置することをべースにすることにより、内歯揺動体の内歯を円周の一部としたり、円周方向に不連続なものとしたりすることができるようになり、内歯揺動体を円形以外の自由な形状に設計することができるようになる。従って、一層の寸法の縮小が可能となり、歯車装置のコンパクト化をより図ることができる。
【００２８】
また、上記の発明を適用することにより、歯車装置の中央部に入力用のモータを配置する必要がなくなることから、請求項９の発明では、外歯歯車の中心部に貫通孔を形成し、その貫通孔を、各種の配管や配線等を行うためのスペースとして有効利用できるようにしている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態の内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置（以下、単に「歯車装置」ともいう）１００の軸方向に直交する断面図（図２のI −I 矢視断面図）、図２は図１のII−II矢視断面図である。
【００３１】
この歯車装置１００は、ボルト等の締結部材１０２によって互いに結合された第１支持ブロック１０１Ａと第２支持ブロック１０１Ｂからなるケーシング１０１を有する。ケーシング１０１内の外周側の位置には、歯車装置１００の中心（後述する外歯歯車１２１及び出力軸１２０の中心）Ｏの周りに、３本の偏心体軸１１０、１１１、１１１が、軸受１０８、１０９、１１８、１１９を介してそれぞれ回転自在に配されている。
【００３２】
図１に示すように、３本の偏心体軸１１０、１１１、１１１のうち、２本の偏心体軸１１１、１１１は、１２０度より小さい角度間隔（本例では７０度）で片側に寄せて配置され、残りの１本の偏心体軸１１０は、それらと歯車装置１００の中心Ｏを挟んで反対側に離れて配置されている。ここでは、離れた方の偏心体軸１１０は、他の２本の偏心体軸１１１、１１１から等角度（本例では１４５度）の位置に配置されている。
【００３３】
従って、３本の偏心体軸１１０、１１１、１１１は、歯車装置１００の中心Ｏを基準とした円周方向に不等間隔で配置されている。但し、３本の偏心体軸１１０、１１１、１１１は、歯車装置１００の中心Ｏを中心とする同一円周上に配されている。
【００３４】
図２において、１０５は歯車装置１００の中心Ｏと同心に配設された入力軸であり、この入力軸１０５の端部にはピニオン１０６が設けられている。ピニオン１０６は、各偏心体軸１１０、１１１、１１１の端部に結合された伝動歯車１０７と噛合している。そして、入力軸１０５の回転を受けて伝動歯車１０７が回転することにより、各偏心体軸１１０、１１１、１１１が回転するようになっている。
【００３５】
各偏心体軸１１０、１１１、１１１は、ケーシング１０１内に収容した２枚の内歯揺動体１１２Ａ、１１２Ｂの貫通孔をそれぞれ貫通しており、各偏心体軸１１０、１１１、１１１の軸方向中間部に隣接して形成された２段の偏心体１１０Ａ、１１０Ｂ、１１１Ａ、１１１Ｂの外周と、内歯揺動体１１２Ａ、１１２Ｂの貫通孔の内周との間にはコロ１１４が設けられている。
【００３６】
一方、ケーシング１０１内の中心部には、出力軸１２０の端部に一体化された外歯歯車１２１が配されており、外歯歯車１２１のトロコイド歯形よりなる外歯１２３に、内歯揺動体１１２Ａ、１１２Ｂのピンからなる円弧歯形状の内歯１１３が噛合している。内歯揺動体１１２Ａ、１１２Ｂは、偏心体１１０Ａ、１１０Ｂ、１１１Ａ、１１１Ｂを支持する部分と内歯１１３部分を除いて、残りの余分な部分を切り欠いた形状に形成されている。
【００３７】
なお、接近した２本の偏心体軸１１１、１１１は小径に形成されているが、離れた１本の偏心体軸１１０はそれらよりも大径に形成されている。これは、偏心体軸１１０、１１１、１１１を不等間隔で配したことにより各偏心体軸１１０、１１１、１１１への負荷のかかり方が異なってくるので、その対策として実行したものである。これに伴って偏心体１１０Ａ、１１０Ｂ、１１１Ａ、１１１Ｂの径や軸受１０８、１０９、１１８、１０９のサイズも異ならせている。但し、偏心体１１０Ａ、１１０Ｂ、１１１Ａ、１１１Ｂの偏心量は全部揃えている。このようにすることで、各偏心体軸１１０、１１１、１１１や軸受１０８、１０９、１１８、１０９の負担を平均化して、寿命の均等化を図っている。
【００３８】
次に作用を説明する。
【００３９】
入力軸１０５の回転が減速回転となって出力軸１２０に取り出される動作については従来例と同じである。違う点は歯車装置１００全体の形状である。
【００４０】
即ち、本実施形態の歯車装置１００では、偏心体軸１１０、１１１、１１１を円周方向に不等間隔で配置しており、特に片側に寄せた２本の偏心体軸１１１、１１１同士が互いに接近するので、それらを結ぶ直線方向の装置寸法が大幅に縮小できるようになる。例えば、従来は偏心体軸を円周方向に等配する関係上、装置が円形を基本とする形状になっていたが、本実施形態では、内歯揺動体１１２Ａ、１１２Ｂを始めとしてケーシング１０１も、円形ではなく、細長い形状にすることができ、装置の幅寸法を大幅に短縮することができて、全体として細長い形状の歯車装置１００を作ることができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
図３は本発明の第２実施形態の歯車装置２００の要部断面図である。
【００４２】
偏心体軸の本数は最低２本でも内歯揺動体を安定的に揺動運動させることができる。そこで、この第２実施形態の歯車装置２００では、第１実施形態における離れた側の偏心体軸を省略して、２本の偏心体軸２１１、２１１のみを配置した構造としている。
【００４３】
その他の構成については、前述した第１実施形態と基本的に同じであるため、同一または類似の部材に下２桁が同一の符号を図中で付すこととし、説明を省略する。
【００４４】
このように離れた側の偏心体軸を省略し、２本の偏心体軸２１１、２１１のみを設けた構成とした場合は、部品点数も減る上、寸法縮小も更にできるため、一層コンパクトな構造にすることができる。
【００４５】
〔第３実施形態〕
図４〜図７は本発明の第３実施形態の構成図である。
【００４６】
従来例あるいは第１実施形態のように、３本の偏心体軸を全て駆動するようにした場合、円周方向に並んだ３つの伝動歯車を等しく回転させなければならない関係から、入力軸を歯車装置の中心と同心に配置せざるを得ない場合が多い（そうでなければ３つの伝動歯車を回すために敢えてアイドル歯車を１段余計に配設することにより、入力軸の位置を歯車装置の中心からずらすようにする必要がある）。
【００４７】
しかしながら、前記第２実施形態のように２本の偏心体軸のみの構成とした場合、伝動歯車も２個になるので、ピニオン及び入力軸の位置を自由に設定できることになる。つまり、特別なアイドル歯車等を設けない簡易な構造のまま、歯車装置の中心から入力軸を外すことができる。
【００４８】
この第３実施形態の歯車装置３００はこれを実施したものである。
【００４９】
図４〜図７に示すように、この歯車装置３００は、ボルト等の締結部材３０２によって互いに結合された第１支持ブロック３０１Ａと第２支持ブロック３０１Ｂとからなるケーシング３０１を有する。ケーシング３０１内の外周側の位置には、歯車装置３００の中心、即ち外歯歯車３２１の中心Ｏの周りに、２本の偏心体軸３１１、３１１が、軸受３１８、３１９を介してそれぞれ回転自在に配されている。
【００５０】
ここで、２本の偏心体軸３１１、３１１（図４では偏心体３１１Ａで示してあり、図６では偏心体軸３１１を支持するためのケーシング３０１に設けた貫通孔３１１Ｐで示してある）は、互いに極めて接近した位置に配置されており、各偏心体軸３１１、３１１の端部に設けた伝動歯車３０７、３０７に回転を与えるための入力軸３０５は、偏心体軸３１１、３１１を結ぶ直線よりも、歯車装置３００の中心Ｏから見て外側に配置している。その結果、歯車装置３００の中心部付近の空間を広く活用することができるため、外歯歯車３２１の中心部に大径の貫通孔３２１Ｐを形成し、この貫通孔３２１Ｐを、各種の配線や配管のスペースとして利用する、いわゆる出力軸ホローシャフトタイプの歯車装置としている。
【００５１】
前記外歯歯車３２１は、図５に示すように、ケーシング３０１の内周に軸受３６５、３６６を介して回転自在に支持されており、この軸受３６５、３６６は両端のボルト３８０で固定されたフランジ３６１、３６２によって軸方向に移動しないよう保持されている。そして、一方のフランジ３６２に形成したボルト孔３８２に、図示しない出力側部材（相手機械）を結合することにより、外歯歯車３２１の出力を外部に取り出せるようになっている。この場合、入力軸３０５が２つの偏心体軸３１１、３１１を結ぶラインから外側にシフトされているため、相手機械と入力軸３０５との空間的な干渉をそれだけ低減できる。
【００５２】
入力軸３０５は、２本の偏心体軸３１１、３１１から等距離の位置に配され、ケーシング３０１及びその端面に固定されたモータ３５０の固定フランジ３５５に軸受３５２、３５３で回転自在に支持され、モータ３５０の回転軸３５１と結合されている。この入力軸３０５の端部にはピニオン３０６が設けられており、このピニオン３０６は、各偏心体軸３１１、３１１に結合された伝動歯車３０７と噛合している。そして、入力軸３０５の回転を受けて伝動歯車３０７が回転することにより、各偏心体軸３１１、３１１が回転するようになっている。
【００５３】
各偏心体軸３１１、３１１は、ケーシング３０１内に収容した２枚の内歯揺動体３１２Ａ、３１２Ｂの貫通孔をそれぞれ貫通しており、各偏心体軸３１１、３１１の軸方向中間部に隣接して形成された２段の偏心体３１１Ａ、３１１Ｂの外周と、内歯揺動体３１２Ａ、３１２Ｂの貫通孔の内周との間にはコロ３１４が設けられている。
【００５４】
外歯歯車３２１の外歯３２３には、内歯揺動体３１２Ａ、３１２Ｂのピンからなる内歯３１３が噛合している。内歯揺動体３１２Ａ、３１２Ｂは、偏心体３１１Ａ、３１１Ｂを支持する部分と内歯３１３部分を除いて、残りの余分な部分を切り欠いた形状に形成されており、図４に示すように、軽量化のための肉落とし孔３１２Ｐも設けられている。
【００５５】
この歯車装置３００の場合は、外歯歯車３２１の中心の貫通孔３２１Ｐを配線等の有効スペースとして利用できるので、用途を広げることができる。なお、減速動作については先の実施形態と同じである。
【００５６】
〔第４実施形態〕
図８は本発明の第４実施形態の歯車装置４００の要部断面図である。この歯車装置４００は、内歯４１３と外歯４２３の歯形を逆にしたものである。即ち、内歯揺動体４１２Ａの内歯４１３をトロコイド歯形で構成し、外歯歯車４２１の外歯４２３をピンからなる円弧歯形で構成している。
【００５７】
その他の構成については、前述した第３実施形態と基本的に同じであるため、同一または類似の部材に下２桁が同一の符号を図中で付すこととし、説明を省略する。
【００５８】
〔第５実施形態〕
図９は本発明の第５実施形態の歯車装置５００の要部断面図である。この歯車装置５００は、入力軸５０５を、２本の偏心体軸５１１、５１１を結ぶ直線上に配置したものである。これにより（第４実施形態より出力軸まわりの空間は若干小さくなるが）入力軸５０５にラジアル荷重がかかるのを防止できる。
【００５９】
その他の構成については、前述した第３実施形態と基本的に同じであるため、同一または類似の部材に下２桁が同一の符号を図中で付すこととし、説明を省略する。
【００６０】
〔第６実施形態〕
図１０〜図１３は本発明の第６実施形態の歯車装置６００の構成図である。
【００６１】
この歯車装置６００では、２本の近接した偏心体軸６１１、６１１に加えて、それらの正反対側にもう１本の偏心体軸６１０を配置している。３本の偏心体軸６１０、６１１、６１１の配置は第１実施形態の歯車装置１００と類似しているが、本実施形態の歯車装置６００の特徴は、離れた位置に設けた偏心体軸６１０を入力軸６０５によって駆動しない点である。
【００６２】
即ち、離れた位置に設けた偏心体軸６１０は、入力軸６０５と非連結であり、内歯揺動体６１２Ａ、６１２Ｂの駆動は、第３実施形態と同様に２本の偏心体軸６１１、６１１だけで行う。そして、離れた位置にある偏心体軸６１０は、内歯揺動体６１２Ａ、６１２Ｂの揺動に応じて従動回転しつつ内歯揺動体６１２Ａ、６１２Ｂを支持する従動専用の機能を果たす。
【００６３】
この場合、駆動用の２本の偏心体軸６１１、６１１には、入力トルク負荷と出力トルク負荷がかかるが、従動専用の偏心体軸６１０には、入力トルク負荷はかからず出力トルク負荷のみがかかる。従って、従動専用の偏心体軸６１０に関しては、負荷が小さいので、小径化することも可能である。
【００６４】
このように、従動専用の偏心体軸６１０を設けた場合は、そのものについては入力のための伝動機構（伝動歯車６０７等）を設けずにすむため、第１実施形態の歯車装置１００に比べて部品点数の減少を図ることができ、第３実施形態の歯車装置３００に比べて、２本の偏心体軸６１１、６１１の負担を減らして、動作の安定を図ることができるという効果を奏する。
【００６５】
なお、離れた位置にある偏心体軸６１０に関しては駆動の必要がないから、他の２本の偏心体軸６１１、６１１とは異なる径の円周上に配置している。
【００６６】
その他の構成については、前述した第３実施形態または第１実施形態（離れた位置にある偏心体軸６１０の支持機構について）と基本的に同じであるため、同一または類似の部材に下２桁が同一の符号を図中で付すこととし、説明を省略する。
【００６７】
〔第７実施形態〕
図１４は本発明の第７実施形態の歯車装置７００の要部断面図、図１５は図１４のXV−XV矢視断面図である。
【００６８】
従来、この種の内接噛合遊星歯車装置では、内歯揺動体は当然のように全周連続した内歯を有していたが、内歯揺動体の枚数によっては、位相を適当にずらすことにより、全周連続した内歯を利用しないでも、外歯歯車を回転させることが可能である。例えば、３枚の内歯揺動体を使用する場合は、外歯歯車との噛合位相を１２０度ずらせば、内歯の形成範囲を全周の１／３の１２０度以上にすればよくなる。
【００６９】
そこで、この歯車装置７００では、３枚の内歯揺動体７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃをケーシング７０１内に配設し、各内歯揺動体７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃの内歯７１３を、１２０度ずつ位相をずらして、それぞれ形成角度α＝１２０度（実際には若干大きめ）の範囲のみ形成している。そして、ほぼ同じ位置に重なるように配置した３枚の内歯揺動体７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃに、２本の偏心体軸７１１、７１１を貫通させ、偏心体軸７１１、７１１の回転により、１２０度ずつ位相がずれた揺動運動をするようにしている。
【００７０】
その他の構成については、前述した第２実施形態と基本的に同じであるため、同一または類似の部材に下２桁が同一の符号を図中で付すこととし、説明を省略する。
【００７１】
この歯車装置７００では、内歯揺動体７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃの寸法を最小限の大きさにすることができるので、一層のコンパクト化を図ることができるようになる。
【００７２】
図１６はＡ列、Ｂ列、Ｃ列の３枚の内歯揺動体７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃから１本の外歯歯車７２１が受ける荷重の変化を示す図である。
【００７３】
図において、実線と破線を合わせた３つのカーブは、１本の外歯歯車７２１が内歯７１３が全周連続して存在する内歯揺動体から受ける力を示しており、実線のみのカーブは、Ａ列、Ｂ列、Ｃ列の内歯揺動体７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃが、１２０度の範囲だけ内歯７１３を有するときに出力軸７２０が受ける力を示している。
【００７４】
この図から明らかなように、１２０度の範囲だけしか内歯７１３がない場合でも、出力軸７２０はＡ列→Ｂ列→Ｃ列と連続的に荷重を受けている。よって、無理なく出力軸７２０を回転させることができる。
【００７５】
なお、内歯が全周存在しなくてもよいことから、図１７や図１８の実施形態のように構成することもできる。
【００７６】
〔第８実施形態〕
図１７は本発明の第８実施形態の歯車装置８００の要部断面図である。
【００７７】
第７実施形態においては２本の偏心体軸７１１、７１１（図１６参照）を設けていたが、この歯車装置８００では、反対側にも同じように２本の偏心体軸８１１、８１１を追加して設けている。
【００７８】
つまり、全部で４本の偏心体軸８１１を不等間隔で、２本ずつを接近させて、１８０度対向する関係で配置している。４本の偏心体軸８１１は連動回転するようになっており、２つに分割された内歯揺動体８１２Ａ−１、８１２Ａ−２を、それぞれ２本の偏心体軸８１１、８１１の偏心体８１１Ａ、８１１Ａによって揺動回転させるようになっている。
【００７９】
分割された内歯揺動体８１２Ａ−１、８１２Ａ−２は、前記第７実施形態のように３列の内歯揺動体の配列を持つものの場合、両方合わせて１２０度の範囲の内歯８２３を備えていればよく、それぞれに約６０度の範囲をカバーできればよい。もちろん、１列の内歯揺動体（この場合、分割された２枚の内歯揺動体８１２Ａ−１、８１２Ａ−２）の内歯８１３のカバーする範囲によっては、列数を増減することができる。
【００８０】
また、１８０度対向する内歯揺動体８１２Ａ−１、８１２Ａ−２の位相をずらせば、同じ位置で多列に配置していた内歯揺動体を同一平面内に配置することも可能になるので、軸方向寸法の短縮も図れる。
【００８１】
その他の構成については、前述した第７実施形態と基本的に同じであるため、同一または類似の部材に下２桁が同一の符号を図中で付すこととし、説明を省略する。
【００８２】
このように、内歯揺動体の内歯を円周方向に不連続なものとする（分割した形にする）ことにより、内歯揺動体を自由な形状に設計することができるようになり、歯車装置８００の意図した方向の大きさの一層のコンパクト化が図れる。
【００８３】
〔第９実施形態〕
図１８は本発明の第９実施形態の歯車装置９００の要部断面図である。
【００８４】
この歯車装置９００では、第８実施形態における１８０度対向する片側の内歯揺動体８１２Ａ−２（図１７参照）を更に２つに分割し、同一面内の内歯揺動体を全部で３つの内歯揺動体９１２Ａ−１、９１２Ａ−２、９１２Ａ−３に分割している。そして、各内歯揺動体９１２Ａ−１、９１２Ａ−２、９１２Ａ−３に対してそれぞれ２本ずつの偏心体軸９１１、９１１を貫通させている。従って、ここでは全部で６本の偏心体軸９１１を使用している。
【００８５】
その他の構成については、前述した第８実施形態と基本的に同じであるため、同一または類似の部材に下２桁が同一の符号を図中で付すこととし、説明を省略する。
【００８６】
このように、内歯揺動体を複数に分割することにより、構造は複雑になるものの、歯車装置の形状設計の自由度を大幅に高めることができる。
【００８７】
なお、偏心体軸９１１の不等配置により負担の軽くなった偏心体軸９１１（図１８の上側の４つ）については、反対側の偏心体軸９１１（図１８の下側の２つ）よりも径を小さくすることができる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、内歯揺動体の枚数、偏心体軸の本数、歯形等については、安定した動作を実現できる範囲であれば、任意に変更可能である。また、外歯歯車は同位相の外歯にすれば一体成形が可能であるが、別位相にして別製作したものを組み合わせてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏心体軸を不等間隔で配置したので、装置の外観形状を優先させて偏心体軸の配置を決めることができるようになり、形状の設計自由度を大幅に増大させることができる。このため、所望の幅内に装置寸法を納めることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の歯車装置１００の構成を示す要部断面図
【図２】図１のII−II矢視断面図
【図３】本発明の第２実施形態の歯車装置２００の構成を示す要部断面図
【図４】本発明の第３実施形態の歯車装置３００の構成を示す要部断面図
【図５】図４のV −V 矢視断面図
【図６】図５のVI−VI矢視図
【図７】図５のVII −VII 矢視図
【図８】本発明の第４実施形態の歯車装置４００の構成を示す要部断面図
【図９】本発明の第５実施形態の歯車装置５００の構成を示す要部断面図
【図１０】本発明の第６実施形態の歯車装置６００の構成を示す要部断面図
【図１１】図１０のXI−XI矢視断面図
【図１２】図１１のXII −XII 矢視図
【図１３】図５のXIII−XIII矢視図
【図１４】本発明の第７実施形態の歯車装置７００の構成を示す要部断面図
【図１５】図１４のXV−XV矢視断面図
【図１６】第７実施形態の特性図
【図１７】本発明の第８実施形態の歯車装置８００の構成を示す要部断面図
【図１８】本発明の第９実施形態の歯車装置９００の構成を示す要部断面図
【図１９】従来の歯車装置の構成を示す側断面図
【図２０】図１９のXX−XX矢視断面図
【符号の説明】
Ｏ…歯車装置の中心
１００…歯車装置
１０１…ケーシング
１１０、１１１…偏心体軸
１１０Ａ、１１０Ｂ、１１１Ａ、１１１Ｂ…偏心体
１１２Ａ、１１２Ｂ…内歯揺動体
１２１…外歯歯車
２００…歯車装置
２０１…ケーシング
２１１…偏心体軸
２１１Ａ…偏心体
２１２Ａ…内歯揺動体
２２１…外歯歯車
３００…歯車装置
３０１…ケーシング
３１１…偏心体軸
３１１Ａ、３１１Ｂ…偏心体
３１２Ａ、３１２Ｂ…内歯揺動体
３２１…外歯歯車
３２１Ｐ…貫通孔
４００…歯車装置
４０１…ケーシング
４１１…偏心体軸
４１１Ａ…偏心体
４１２Ａ…内歯揺動体
４２１…外歯歯車
４２１Ｐ…貫通孔
５００…歯車装置
５０１…ケーシング
５１１…偏心体軸
５１１Ａ…偏心体
５１２Ａ…内歯揺動体
５２１…外歯歯車
５２１Ｐ…貫通孔
６００…歯車装置
６０１…ケーシング
６１０、６１１…偏心体軸
６１０Ａ、６１０Ｂ、６１１Ａ、６１１Ｂ…偏心体
６１２Ａ、６１２Ｂ…内歯揺動体
６２１…外歯歯車
６２１Ｐ…貫通孔
７００…歯車装置
７０１…ケーシング
７１１…偏心体軸
７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃ…偏心体
７１２Ａ、７１２Ｂ、７１２Ｃ…内歯揺動体
７２１…外歯歯車
８００…歯車装置
８０１…ケーシング
８１１…偏心体軸
８１１Ａ…偏心体
８１２Ａ−１、８１２Ａ−２…内歯揺動体
８２１…外歯歯車
９００…歯車装置
９０１…ケーシング
９１１…偏心体軸
９１１Ａ…偏心体
９１２Ａ−１、９１２Ａ−２、９１２Ａ−３…内歯揺動体
９２１…外歯歯車

Claims

軸直角断面形状が、円形でも正多角形状でもないケーシングと、該ケーシング内に配された出力部材としての外歯歯車と、該外歯歯車の外周側に配され前記ケーシングに回転自在に支持された複数の偏心体軸と、該偏心体軸に設けられた偏心体と、前記外歯歯車と噛合し前記偏心体が貫通すると共に該偏心体の回転によって揺動回転させられることで前記外歯歯車を回転させる内歯揺動体とを備えた内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置において、
前記偏心体軸を、前記ケーシングに対して外歯歯車を中心とする円周方向に不等間隔で配したことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１において、
前記偏心体軸を３本備え、そのうちの２本の偏心体軸を１２０度より小さい間隔で互いに接近させて配置し、残る１本を、それら２本の偏心体軸と反対側で且つ両偏心体軸から等しい角度間隔の位置に配置したことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１において、
前記偏心体軸を２本備え、該２本の偏心体軸を１８０度より小さい間隔で互いに接近させて配置したことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記複数の偏心体軸のうちの少なくとも１本を、前記外歯歯車の中心に対して他の偏心体軸とは異なる径の円周上に配置したことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記偏心体軸のうちの少なくとも１本を、他の偏心体軸と異径にしたことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記複数の偏心体軸のうちの少なくとも１本を、偏心体軸を回転駆動する入力軸に対して非連結とし、内歯揺動体の揺動に応じて従動回転しつつ内歯揺動体を支持する従動専用のものとしたことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記内歯揺動体の内歯の形成範囲を円周の一部としたことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記内歯揺動体の内歯を、円周方向に不連続に構成したことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。
請求項１〜８のいずれかにおいて、
前記外歯歯車の中心部に貫通孔を形成したことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置。