JP5069612B2 - 偏心揺動型歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏心揺動型歯車装置に関するものである。

従来、内歯歯車の内歯ピンに噛み合う外歯歯車を回転軸の偏心部の偏心回転に連動させて揺動回転させることにより入力回転から減速した出力回転を得るようにした偏心揺動型歯車装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図８及び図９には、上記特許文献１に開示された従来の一例による偏心揺動型歯車装置の構造が示されている。この従来の偏心揺動型歯車装置は、２つの偏心体１０２ａ，１０２ｂが軸方向に隣接して設けられた入力軸１０４を備えている。偏心体１０２ａ，１０２ｂには、ベアリング１０６ａ，１０６ｂを介して外歯歯車１０８ａ，１０８ｂが取り付けられている。これら外歯歯車１０８ａ，１０８ｂは、ケーシング１１０に固定された内歯歯車１１２の内歯を構成する内歯ピン１１４ａ，１１４ｂと噛み合っている。この内歯ピン１１４ａ，１１４ｂは、別体に形成されており、内歯歯車１１２に設けられたピン溝に軸方向に並んだ状態で遊嵌されている。各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂは、クラウニング加工が施されており、その軸方向両端部の径が軸方向中間部の径よりも小さくなっている。また、外歯歯車１０８ａ，１０８ｂには、軸方向に貫通する複数のローラ孔１１６が周方向に等間隔で形成されている。この各ローラ孔１１６には、ローラ１１８が装着されたピン１２０がそれぞれ挿入されている。この各ピン１２０は、キャリア１２２を介して出力軸１２４に接続されている。

そして、入力軸１０４が回転することにより、各偏心体１０２ａ，１０２ｂが偏心回転するとともに、その偏心体１０２ａ，１０２ｂの偏心回転に連動して各外歯歯車１０８ａ，１０８ｂが内歯歯車１１２の内歯ピン１１４ａ，１１４ｂと噛み合いながら揺動回転する。この外歯歯車１０８ａ，１０８ｂの揺動回転は、各内ピン１２０及びキャリア１２２を通じて出力軸１２４に伝達されるようになっている。
特開平５−２２３１４２号公報

上記従来の偏心揺動型歯車装置では、前記各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂにクラウニング加工が施されており、その軸方向両端部の径が軸方向中間部の径よりも小さくなっている。このため、各外歯歯車１０８ａ，１０８ｂが回転するときに軸心に対して斜めに傾くブレを生じたとしても、各外歯歯車１０８ａ，１０８ｂの軸方向両端部の歯面と対応する各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂの軸方向両端部の外周面との間で大きなエッジ応力が作用することが抑制され、そのエッジ応力に起因する各外歯歯車１０８ａ，１０８ｂの歯面及び各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂの磨耗や損傷が抑制されると考えられる。

しかしながら、この偏心揺動型歯車装置では、各ピン１１４ａ，１１４ｂの軸方向両端部が軸方向中間部よりも小径になっていることに起因して、各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂが軸心に対して斜めに傾くブレを生じやすくなっている。このため、各外歯歯車１０８ａ，１０８ｂが各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂと噛み合いながら回転する際に各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂがブレを生じて内歯歯車１１２のピン溝の表面と衝突し、衝撃音が発生するという問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外歯歯車及び内歯ピンの長寿命化を図りながら、衝撃音の発生を抑制可能な偏心揺動型歯車装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による偏心揺動型歯車装置は、軸方向に延びる複数のピン溝が周方向に所定間隔で設けられた内面を有する外筒と、前記外筒の前記各ピン溝に配設され、軸方向に並んで一体に形成された第１噛合部及び第２噛合部をそれぞれ有するとともにそれら各噛合部の軸方向両端部がクラウニング加工により軸方向中間部に比べて小径となっている複数の内歯ピンと、前記外筒内において軸回りに回転可能に設けられ、互いに所定の位相差をもって軸方向に並んで配置された第１偏心部と第２偏心部を有するクランク軸と、前記第１偏心部に取り付けられ、前記第１噛合部に噛み合いながら前記第１偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第１外歯歯車と、前記第２偏心部に取り付けられ、前記第２噛合部に噛み合いながら前記第２偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第２外歯歯車と、前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアとを備え、前記各内歯ピンにおいて前記第１噛合部と前記第２噛合部の間には、それら両噛合部を一体的に繋ぐ連結部が設けられ、この連結部は、前記両噛合部の当該連結部側の端部よりも小径に形成されている。

この偏心揺動型歯車装置では、各内歯ピンの第１噛合部及び第２噛合部がクラウニング加工されてその軸方向両端部が軸方向中間部に比べて小径になっている。このため、各外歯歯車の軸方向両端部の歯面と対応する各噛合部の軸方向両端部の外周面との間でエッジ応力が作用するのを抑制することができる。特に、第１外歯歯車及び第２外歯歯車が回転するときに軸心に対して斜めに傾くブレを生じたときには、前記エッジ応力が大きくなるが、上記構成により、このような大きなエッジ応力が各外歯歯車の軸方向両端部の歯面と対応する各噛合部の軸方向両端部の外周面との間で作用するのを防ぐことができる。このため、そのエッジ応力に起因する各外歯歯車の歯面及び各内歯ピンの磨耗や損傷を抑制することができ、外歯歯車及び内歯ピンの長寿命化を図ることができる。また、従来のように軸方向に並ぶ２つの内歯ピンが別体に設けられているとともに各内歯ピンの軸方向両端部が軸方向中間部に比べて小径になっている場合には、各内歯ピンの軸方向中間部がピン溝の表面に当接する一方、軸方向両端部がピン溝の表面から離間するため、各内歯ピンは軸方向中間部を中心として斜めに傾くブレを生じやすい。これに対して、この偏心型歯車装置では、各内歯ピンにおいて軸方向に並んで配設された第１噛合部と第２噛合部の軸方向両端部が軸方向中間部に比べてそれぞれ小径になっているものの、それら第１噛合部と第２噛合部が一体に形成されているため、各内歯ピンは、ピン溝の表面に対して第１噛合部の軸方向中間部と第２噛合部の軸方向中間部の２点で当接し、各噛合部の軸方向中間部がブレの中心となりにくい。このため、上記従来の場合に比べて内歯ピンがピン溝内で安定して保持され、内歯ピンに上記のようなブレが生じにくい。これにより、各外歯歯車が内歯ピンの各噛合部と噛み合いながら回転する際に前記ブレに起因する各噛合部と外筒のピン溝の表面との衝突を抑制することができ、その結果、その衝突による衝撃音の発生を抑制することができる。また、この構成では、第１噛合部と第２噛合部を繋ぐ連結部が両噛合部の連結部側の端部よりも小径に形成されているので、各噛合部の連結部側の端部の外周面を研磨具によって研磨することによりその各噛合部の連結部側の端部にクラウニング加工を施す際に、研磨具が連結部側にはみ出た場合でもその研磨具と連結部との干渉を回避することができる。このため、各噛合部の連結部側の端部のクラウニング加工が行いやすくなるとともに、その各噛合部の連結部側の端部を精度良くクラウニング加工することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記各内歯ピンは、前記クランク軸の回転時に前記第１噛合部と前記第２噛合部のうち少なくとも一方に前記外歯歯車が常に噛み合った状態にあることが好ましい。

このように構成すれば、各内歯ピンは、クランク軸の回転時にその第１噛合部と第２噛合部の少なくとも一方において対応する外歯歯車に常に押えられていることになるので、各内歯ピンにブレが生じるのをより確実に抑制することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記各外歯歯車は、対応する前記各噛合部に噛み合う外歯を有し、その外歯は、クラウニング加工されて当該外歯歯車の軸方向における両端部の歯面が中間部の歯面よりも径方向内側に位置する形状を有することが好ましい。

このように構成すれば、各外歯歯車が軸心に対して斜めに傾くブレを生じたときに、各外歯歯車の軸方向両端部の外周縁と各噛合部の軸方向両端部の外周面との間でエッジ応力が作用するのをより抑制することができる。このため、外歯歯車及び内歯ピンをより長寿命化することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記各内歯ピンの前記第１噛合部と前記第２噛合部の間には、それら両噛合部よりも小径に形成されているとともに、それら両噛合部を一体的に繋ぐ連結部が設けられていることが好ましい。

この場合において、前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車との間に設けられ、前記クランク軸の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸と一体的に回転する伝達歯車を備え、前記連結部は、その周りの空間に前記伝達歯車の外周端を受け入れ可能な軸方向の長さを有することが好ましい。

このように構成すれば、伝達歯車をその外周端が連結部の周りの空間に入り込むように設けることができる。これにより、偏心揺動型歯車装置の径方向のサイズを増大させることなく、伝達歯車の径を大きくすることができるとともにその歯数を増やすことができ、この伝達歯車を介した回転の伝達において大きな減速比を得ることができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記各外歯歯車の外歯は、前記各外歯歯車の揺動回転時においてその先端面が対応する前記各噛合部から離間するように先端部が切除された歯先部を有していてもよい。

このように構成すれば、各外歯歯車の揺動回転時に外歯の歯先部が内歯ピンの各噛合部に当接する時間を減らすことができるので、内歯ピンの自転によってその内歯ピンの各噛合部とピン溝の表面とが擦れ合うことに起因する摩擦熱の発生を抑えることができる。なお、この構成のように外歯の歯先部の先端面が対応する噛合部から離間する場合には、外歯歯車の揺動回転時に内歯ピンの各噛合部が外歯歯車の外歯によって押えられていない時間が増えるので、内歯ピンにブレが生じやすくなる。しかしながら、この偏心揺動型歯車装置では、上記のように内歯ピンにおいて各噛合部が一体的に形成されていることに起因して、そのようなブレの発生を抑制することができる。

以上説明したように、本発明の偏心揺動型歯車装置によれば、外歯歯車及び内歯ピンの長寿命化を図りながら、衝撃音の発生を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図であり、図２は、図１に示した偏心揺動型歯車装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図３は、この偏心揺動型歯車装置の内歯ピン３と外歯歯車１４，１６との噛み合い部近傍の構造を部分的に示した断面図である。まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の構成について説明する。

本実施形態による偏心揺動型歯車装置（以下、単に歯車装置という）は、例えばロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部または各種工作機械の旋回部に減速機として適用されるものであり、クランク軸１０の第１偏心部１０ａに連動して第１外歯歯車１４を揺動回転させるとともにクランク軸１０の第２偏心部１０ｂに連動して第２外歯歯車１６を揺動回転させることにより入力回転から減速した出力回転を得るように構成されている。

具体的には、本実施形態の歯車装置は、図１に示すように、外筒２と、内歯ピン３と、キャリア４と、キャリア軸受６と、入力軸８と、クランク軸１０と、第１クランク軸受１２ａと、第２クランク軸受１２ｂと、第１外歯歯車１４と、第２外歯歯車１６と、第１ころ軸受１８ａと、第２ころ軸受１８ｂと、伝達歯車２０とを備えている。

前記外筒２は、歯車装置の外面を構成するものであり、略円筒状に形成されている。外筒２の内面には、図２に示すように、多数のピン溝２ｂが形成されている。各ピン溝２ｂは、外筒２の軸方向に延びているとともに、軸方向に直交する断面において半円形の断面形状を有している。これらピン溝２ｂは、外筒２の内面に周方向に等間隔で設けられている。

前記内歯ピン３は、前記第１外歯歯車１４及び前記第２外歯歯車１６が噛み合うものであり、外筒２の内面の各ピン溝２ｂにそれぞれ取り付けられている。これにより、多数の内歯ピン３が外筒２の内面に周方向に等間隔で配設されている。そして、各内歯ピン３は、各ピン溝２ｂにそれぞれ嵌め込まれることによって軸方向に延びる姿勢で配置されているとともに軸回りに回転可能に設けられている。

また、各内歯ピン３は、図３に示すように第１噛合部３ａと、第２噛合部３ｂと、連結部３ｃとを有する。各内歯ピン３は、棒状の金属材を切削及び研磨することによって形成されており、その各内歯ピン３において、第１噛合部３ａと連結部３ｃと第２噛合部３ｂは、この順番で軸方向に並んで一体的に形成されている。

前記第１噛合部３ａは、前記第１外歯歯車１４が噛み合う部分であり、内歯ピン３の一端部から所定長さの範囲に設けられている。この第１噛合部３ａは、軸方向に直交する断面が円形となるように形成されている。そして、この第１噛合部３ａは、その外周面に切削又は研磨によるクラウニング加工が施されることにより、軸方向両端部が軸方向中間部に比べて小径となっている。具体的には、第１噛合部３ａは、軸方向中間部において最も大径となっており、その軸方向中間部から軸方向両端部へ向かうにつれて外面が滑らかな凸状の曲面を呈するように徐々に小径となっている。

前記第２噛合部３ｂは、前記第２外歯歯車１６が噛み合う部分であり、内歯ピン３の他端部から前記第１噛合部３ａと同じ長さの範囲に設けられている。この第２噛合部３ｂは、第１噛合部３ａと同軸に設けられているとともに、第１噛合部３ａと同じ形状に形成されている。

前記連結部３ｃは、内歯ピン３において前記第１噛合部３ａと前記第２噛合部３ｂとを一体的に繋ぐ部分である。この連結部３ｃは、第１噛合部３ａと第２噛合部３ｂとの間においてそれら両噛合部３ａ，３ｂと同軸に設けられている。連結部３ｃの径方向の大きさは、両噛合部３ａ，３ｂの当該連結部３ｃ側の端部よりも小さい。これにより、内歯ピン３は、連結部３ｃにおいて両噛合部３ａ，３ｂの外周面から所定の段差で凹んだ形状に形成されている。

前記キャリア４は、図１に示すように前記外筒２と同軸上に配置された状態でその外筒２内に収容されており、外筒２に対して同じ軸回りに相対回転するものである。

具体的には、キャリア４は、軸方向に離間して一対設けられた前記キャリア軸受６によって前記外筒２に対して相対回転可能に支持されている。そして、キャリア４は、基部４ａと、端板部４ｂと、３つのシャフト部４ｃとを備えている。

前記基部４ａは、外筒２内において軸方向の一端部近傍に配置されている。この基部４ａの径方向中央部には円形の貫通孔４ｄが設けられているとともに、その基部４ａの貫通孔４ｄの周囲に３つのクランク軸取付孔４ｅ（以下、単に取付孔４ｅという）が周方向に等間隔で設けられている。

前記端板部４ｂは、前記基部４ａに対して軸方向に離間して設けられており、外筒２内において軸方向の他端部近傍に配置されている。外筒２内には、この端板部４ｂと前記基部４ａの互いに対向する双方の端面と外筒２の内面とで囲まれた閉空間が形成されている。また、端板部４ｂの径方向中央部には貫通孔４ｆが設けられているとともに、その貫通孔４ｆの周囲に３つのクランク軸取付孔４ｇ（以下、単に取付孔４ｇという）が前記基部４ａの３つの取付孔４ｅと対応する位置に設けられている。

前記３つのシャフト部４ｃは、前記基部４ａに一体的に設けられており、その基部４ａから前記端板部４ｂ側へ直線的に延びている。この３つのシャフト部４ｃは、図２に示すように、周方向に等間隔で配設されており、各シャフト部４ｃが端板部４ｂにボルト４ｈによってそれぞれ締結されている。これにより、基部４ａ、シャフト部４ｃ及び端板部４ｂが一体化されている。

前記入力軸８は、図略の駆動モータによって回転が入力される入力部として機能するものであり、前記端板部４ｂの貫通孔４ｆ及び前記基部４ａの貫通孔４ｄに挿入されている。この入力軸８は、その軸心が外筒２及びキャリア４の軸心と一致するように配置されており、その軸回りに回転するようになっている。そして、入力軸８の先端部の外周面には入力ギア８ａが設けられている。

前記クランク軸１０は、３つ設けられており、各クランク軸１０は、対応する前記基部４ａの取付孔４ｅと前記端板部４ｂの取付孔４ｇにそれぞれ取り付けられることによって外筒２内で前記入力軸８の周囲に等間隔で配置されている。

具体的には、各クランク軸１０の軸方向の一端から所定長さだけ軸方向内側の部分が、基部４ａの対応する取付孔４ｅ内に前記第１クランク軸受１２ａを介して取り付けられている一方、各クランク軸１０の軸方向の他端部が、端板部４ｂの対応する取付孔４ｇ内に前記第２クランク軸受１２ｂを介して取り付けられている。すなわち、各クランク軸１０は、両クランク軸受１２ａ，１２ｂによりキャリア４に対して軸回りに回転可能に支持されている。

そして、各クランク軸１０は、前記両クランク軸受１２ａ，１２ｂによって支持された部分の間に軸方向に並んで配置された第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂを有する。この第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂは、それぞれクランク軸１０の軸心から所定の偏心量で偏心した円柱状に形成されているとともに、相互間に所定角度の位相差を有するように配置されている。また、クランク軸１０の一端部、すなわち、基部４ａの取付孔４ｅ内に取り付けられる部分の軸方向外側の位置には、前記伝達歯車２０が取り付けられる被嵌合部１０ｃが設けられている。

前記第１外歯歯車１４は、外筒２内の前記閉空間に配設されているとともに各クランク軸１０の第１偏心部１０ａに前記第１ころ軸受１８ａを介して取り付けられている。この第１外歯歯車１４は、各クランク軸１０が回転するときに第１偏心部１０ａの偏心回転に連動して内歯ピン３の第１噛合部３ａに噛み合いながら揺動回転するようになっている。

具体的には、この第１外歯歯車１４は、外筒２の内径よりも少し小さく形成されている。この第１外歯歯車１４には、外歯１４ａと、中央部貫通孔１４ｂと、３つの第１偏心部挿通孔１４ｃと、３つのシャフト部挿通孔１４ｄとが設けられている。

前記外歯１４ａは、前記内歯ピン３の第１噛合部３ａに噛み合っている。この外歯１４ａの歯数は、内歯ピン３の数よりも若干少なく設定されている。

前記中央部貫通孔１４ｂは、第１外歯歯車１４の径方向中央部に設けられている。この中央部貫通孔１４ｂには、前記入力軸８が遊びを持った状態で挿通されている。

前記３つの第１偏心部挿通孔１４ｃは、第１外歯歯車１４において前記中央部貫通孔１４ｂの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各第１偏心部挿通孔１４ｃには、各クランク軸１０の第１偏心部１０ａが第１ころ軸受１８ａが介装された状態でそれぞれ挿通されている。

前記３つのシャフト部挿通孔１４ｄは、第１外歯歯車１４において前記中央部貫通孔１４ｂの周りに周方向に等間隔で設けられている。各シャフト部挿通孔１４ｄは、前記３つの第１偏心部挿通孔１４ｃ間の位置にそれぞれ配設されている。この各シャフト部挿通孔１４ｄには、キャリア４の各シャフト部４ｃが遊びを持った状態で挿通されている。

前記第２外歯歯車１６は、外筒２内の前記閉空間に配設されているとともに各クランク軸１０の第２偏心部１０ｂに前記第２ころ軸受１８ｂを介して取り付けられている。すなわち、前記第１外歯歯車１４とこの第２外歯歯車１６は、クランク軸１０の第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとに対応して軸方向に並んで設けられている。そして、この第２外歯歯車１６は、各クランク軸１０が回転するときに第２偏心部１０ｂの偏心回転に連動して内歯ピン３の第２噛合部３ｂに噛み合いながら揺動回転するようになっている。この第２外歯歯車１６は、前記第１外歯歯車１４と同様の構造を有している。

具体的には、第２外歯歯車１６には、前記第１外歯歯車１４の外歯１４ａ、中央部貫通孔１４ｂ、３つの第１偏心部挿通孔１４ｃ及び３つのシャフト部挿通孔１４ｄと同様の外歯１６ａ、中央部貫通孔１６ｂ、３つの第２偏心部挿通孔１６ｃ及び３つのシャフト部挿通孔１６ｄが設けられている。ただし、外歯１６ａは、内歯ピン３の第２噛合部３ｂに噛み合っている。また、各第２偏心部挿通孔１６ｃには、クランク軸１０の第２偏心部１０ｂが第２ころ軸受１８ｂが介装された状態で挿通されている。

また、この第２外歯歯車１６の外歯１６ａの歯先部は、当該第２外歯歯車１６の揺動回転時において、図３に示すようにその先端面が内歯ピン３の第２噛合部３ｂから離間するように先端部が切除された形状を有する。すなわち、外歯１６ａの歯先部の径方向外側への突出量が小さくなっており、その歯先部の先端面が第２噛合部３ｂに接触しないようになっている。この外歯１６ａの歯先部の形状は、前記第１外歯歯車１４の外歯１４ａの歯先部においても同様に適用されており、その外歯１４ａの歯先部の先端面が内歯ピン３の第１噛合部３ａに接触しないようになっている。

前記伝達歯車２０は、前記入力ギア８ａの回転を前記各クランク軸１０に伝達するものであり、各クランク軸１０に対応して３つ設けられている。各伝達歯車２０は、対応するクランク軸１０の一端部に設けられた被嵌合部１０ｃにそれぞれ外嵌している。各伝達歯車２０は、クランク軸１０の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸１０と一体的に回転するようになっている。そして、各伝達歯車２０は、前記入力ギア８ａと噛み合う外歯２０ａをそれぞれ有している。

次に、本実施形態による歯車装置の動作について説明する。

まず、図略の駆動モータの駆動によって歯車装置の入力軸８に回転が入力される。これにより、入力軸８とともに入力ギア８ａが回転し、この入力ギア８ａの回転は各伝達歯車２０を介して各クランク軸１０に伝達される。

そして、各クランク軸１０が回転するのに伴って各クランク軸１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂが偏心回転する。それにより、第１偏心部１０ａの偏心回転に連動して第１外歯歯車１４が内歯ピン３の第１噛合部３ａに噛み合いながら揺動回転するとともに、第２偏心部１０ｂの偏心回転に連動して第２外歯歯車１６が内歯ピン３の第２噛合部３ｂに噛み合いながら揺動回転する。これら第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の揺動回転は、各クランク軸１０を通じてキャリア４に伝達され、キャリア４全体が前記入力回転から減速された回転数で外筒２に対して相対回転する。

以上説明したように、本実施形態では、各内歯ピン３の第１噛合部３ａ及び第２噛合部３ｂがクラウニング加工されてその軸方向両端部が軸方向中間部に比べて小径になっている。このため、各外歯歯車１４，１６の軸方向両端部の歯面と対応する各噛合部３ａ，３ｂの軸方向両端部の外周面との間でエッジ応力が作用するのを抑制することができる。すなわち、各噛合部３ａ，３ｂの軸方向両端部が小径になっている分、その軸方向両端部の外周面に対する外歯歯車１４，１６の軸方向両端部の歯面の当たりを少なくすることができ、それらの間に作用するエッジ応力を抑制することができる。特に、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６が回転するときに軸心に対して斜めに傾くブレを生じたときには、前記エッジ応力が大きくなるが、上記構成によりこのような大きなエッジ応力が各外歯歯車１４，１６の軸方向両端部の歯面と対応する各噛合部３ａ，３ｂの軸方向両端部の外周面との間で作用するのを防ぐことができる。このため、そのエッジ応力に起因する各外歯歯車１４，１６の歯面及び各内歯ピン３の磨耗や損傷を抑制することができ、外歯歯車１４，１６及び内歯ピン３の長寿命化を図ることができる。

また、従来のように軸方向に並ぶ２つの内歯ピン１１４ａ，１１４ｂが別体に設けられているとともに各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂの軸方向両端部が軸方向中間部に比べて小径になっている場合には、各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂの軸方向中間部がピン溝の表面に当接する一方、軸方向両端部がピン溝の表面から離間するため、各内歯ピン１１４ａ，１１４ｂは軸方向中間部を中心として斜めに傾くブレを生じやすい。これに対して、本実施形態では、各内歯ピン３において軸方向に並んで配設された第１噛合部３ａと第２噛合部３ｂの軸方向両端部が軸方向中間部に比べてそれぞれ小径になっているものの、それら第１噛合部３ａと第２噛合部３ｂが一体的に形成されているため、各内歯ピン３は、ピン溝２ｂの表面に対して第１噛合部３ａの軸方向中間部と第２噛合部３ｂの軸方向中間部の２点で当接し、各噛合部３ａ，３ｂの軸方向中間部がブレの中心となりにくい。このため、上記従来の場合に比べて内歯ピン３がピン溝２ｂ内で安定して保持され、内歯ピン３に上記のようなブレが生じにくい。これにより、各外歯歯車１４，１６が内歯ピン３の各噛合部３ａ，３ｂと噛み合いながら回転する際に前記ブレに起因する各噛合部３ａ，３ｂと外筒２のピン溝２ｂの表面との衝突を抑制することができ、その結果、その衝突による衝撃音の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、各内歯ピン３において、クランク軸１０の回転時に第１噛合部３ａと第２噛合部のうち少なくとも一方に対応する外歯歯車１４（１６）が常に噛み合った状態にある。このため、各内歯ピン３は、クランク軸１０の回転時にその第１噛合部３ａと第２噛合部３ｂの少なくとも一方において対応する外歯歯車１４（１６）に常に押えられていることになるので、各内歯ピン３にブレが生じるのをより確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、内歯ピン３において第１噛合部３ａと第２噛合部３ｂを繋ぐ連結部３ｃが両噛合部３ａ，３ｂよりも小径に形成されているので、各噛合部３ａ，３ｂの連結部３ｃ側の端部の外周面を研磨具によって研磨することによりその各噛合部３ａ，３ｂの連結部３ｃ側の端部にクラウニング加工を施す際に、研磨具が連結部３ｃ側にはみ出た場合でもその研磨具と連結部３ｃとの干渉を回避することができる。このため、各噛合部３ａ，３ｂの連結部３ｃ側の端部のクラウニング加工が行いやすくなるとともに、その各噛合部３ａ，３ｂの連結部３ｃ側の端部を精度良くクラウニング加工することができる。

また、本実施形態では、各外歯歯車１４，１６の外歯１４ａ，１６ａは、各外歯歯車１４，１６の揺動回転時においてその先端面が対応する各噛合部３ａ，３ｂから離間するように先端部が切除された歯先部を有している。このため、各外歯歯車１４，１６の揺動回転時にその外歯１４ａ，１６ａの歯先部が内歯ピン３の各噛合部３ａ，３ｂに当接する時間を減らすことができるので、内歯ピン３の自転によってその内歯ピン３の各噛合部３ａ，３ｂとピン溝２ｂの表面とが擦れ合うことに起因する摩擦熱の発生を抑えることができる。なお、外歯歯車１４，１６の揺動回転時に外歯１４ａ，１６ａの歯先部の先端面が対応する噛合部３ａ，３ｂから離間する場合には、外歯歯車１４，１６の揺動回転時に内歯ピン３の各噛合部３ａ，３ｂが外歯歯車１４，１６の外歯１４ａ，１６ａによって押えられていない時間が増えるので、内歯ピン３にブレが生じやすくなる。しかしながら、本実施形態では、上記のように内歯ピン３において両噛合部３ａ，３ｂが一体的に形成されていることに起因して、そのようなブレの発生を抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、図４〜図６に示す上記実施形態の第１変形例のように、伝達歯車２０が第１外歯歯車１４と第２外歯歯車１６との間に設けられており、その伝達歯車２０の外周端が内歯ピン３の連結部３ｃの周りの空間に受け入れられるようになっていてもよい。

具体的には、この第１変形例では、クランク軸１０において第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂの間に被嵌合部１０ｃが設けられている。この被嵌合部１０ｃに伝達歯車２０が外嵌しており、伝達歯車２０がクランク軸１０と同じ軸回りに一体的に回転するようになっている。そして、この第１変形例では、各内歯ピン３の連結部３ｃは、その周りの空間に伝達歯車２０の外周端、すなわち外歯２０ａを受け入れ可能な軸方向の長さを有する。そして、各伝達歯車２０は、その外歯２０ａが内歯ピン３の連結部３ｃの周りの空間に入り込むように設けられている。すなわち、各伝達歯車２０は、その外歯２０ａが内歯ピン３の各噛合部３ａ，３ｂの外周面から一段凹んだ連結部３ｃの周りの空間を通過しながら回転するようになっている。そして、各伝達歯車２０は、その隣り合うもの同士の外歯２０ａが接触せず、かつ、連結部３ｃに外歯２０ａが接触しない最大の径となるように形成されている。

この第１変形例によれば、外歯２０ａが内歯ピン３の連結部３ｃの周りの空間に入り込むように各伝達歯車２０を設けることができるため、歯車装置の径方向のサイズを増大させることなく、各伝達歯車２０の径を大きくすることができるとともにその歯数を増やすことができ、この伝達歯車２０を介した回転の伝達において大きな減速比を得ることができる。

また、図７に示すように、参考例として、内歯ピン３において連結部３ｃが設けられておらず、第１噛合部３ａと第２噛合部３ｂが直接繋がっていてもよい。また、各外歯歯車１４，１６の外歯１４ａ，１６ａは、クラウニング加工が施されて第１外歯歯車１４の軸方向における両端部の歯面が中間部の歯面よりも径方向内側に位置する形状を有していてもよい。

具体的には、各外歯歯車１４，１６の外歯１４ａ，１６ａは、その歯先部の先端面と歯底の端面の両方がクラウニング加工されている。これにより、各外歯歯車１４，１６の外歯１４ａ，１６ａの歯先部の先端面及び歯底の端面は、外歯歯車１４，１６の軸方向中間部において最も径方向外側に突出しており、その軸方向中間部から軸方向両端部に向かうにつれて滑らかな凸状の曲面を呈しながら徐々に径方向内側へ移行するように形成されている。

この構成によれば、各外歯歯車１４，１６の外歯１４ａ，１６ａがクラウニング加工されて、その外歯歯車１４，１６の軸方向両端部の歯面が軸方向中間部の歯面よりも径方向内側に位置するので、各外歯歯車１４，１６が軸心に対して斜めに傾くブレを生じたときに、各外歯歯車１４，１６の軸方向両端部の歯面と内歯ピン３の各噛合部３ａ，３ｂの軸方向両端部の外周面との当たりをより少なくすることができ、それらの間でエッジ応力が作用するのをより抑制することができる。このため、外歯歯車１４，１６及び内歯ピン３をより長寿命化することができる。

また、歯車装置に設けられる外歯歯車の数及び内歯ピンにおける噛合部の数は、それぞれ２つに限定されるものではなく、３つ以上の外歯歯車及び３つ以上の噛合部が設けられていてもよい。

また、入力軸が歯車装置の径方向中央部に設けられていない形態の歯車装置にも、本発明を適用することが可能である。

また、内歯ピン３の第１噛合部３ａ及び第２噛合部３ｂは、その軸方向中間部から軸方向両端部へ向かうにつれて徐々に小径となる形状に限定されない。例えば、各噛合部は、その軸方向中央部に均一な径を有する所定長さの部分が設けられているとともに、その部分から軸方向両端部へ向かってそれぞれ徐々に小径となる部分が設けられているような形状に形成されていてもよい。

本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図である。 図１に示した偏心揺動型歯車装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１に示した偏心揺動型歯車装置の内歯ピンと外歯歯車との噛み合い部近傍の構造を部分的に示した断面図である。 本発明の一実施形態の第１変形例による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図である。 第１変形例による偏心揺動型歯車装置の図４中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図４に示した偏心揺動型歯車装置の内歯ピンと外歯歯車との噛み合い部近傍の構造を部分的に示した断面図である。 本発明の一実施形態の第２変形例による外歯歯車の外歯の構造と参考例によ る内歯ピンの構造を示す内歯ピンと外歯歯車との噛み合い部近傍の部分的な断面図である。 従来の一例による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図である。 図８に示した従来の一例による偏心揺動型歯車装置の内歯ピンと外歯歯車との噛み合い部近傍の構造を部分的に示した断面図である。

符号の説明

２ 外筒
２ｂ ピン溝
３ 内歯ピン
３ａ 第１噛合部
３ｂ 第２噛合部
３ｃ 連結部
４ キャリア
１０ クランク軸
１０ａ 第１偏心部
１０ｂ 第２偏心部
１４ 第１外歯歯車
１４ａ 外歯
１６ 第２外歯歯車
１６ａ 外歯
２０ 伝達歯車

Claims (5)

1. 軸方向に延びる複数のピン溝が周方向に所定間隔で設けられた内面を有する外筒と、
   前記外筒の前記各ピン溝に配設され、軸方向に並んで一体に形成された第１噛合部及び第２噛合部をそれぞれ有するとともにそれら各噛合部の軸方向両端部がクラウニング加工により軸方向中間部に比べて小径となっている複数の内歯ピンと、
   前記外筒内において軸回りに回転可能に設けられ、互いに所定の位相差をもって軸方向に並んで配置された第１偏心部と第２偏心部を有するクランク軸と、
   前記第１偏心部に取り付けられ、前記第１噛合部に噛み合いながら前記第１偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第１外歯歯車と、
   前記第２偏心部に取り付けられ、前記第２噛合部に噛み合いながら前記第２偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第２外歯歯車と、
   前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアとを備え、
   前記各内歯ピンにおいて前記第１噛合部と前記第２噛合部の間には、それら両噛合部を一体的に繋ぐ連結部が設けられ、この連結部は、前記両噛合部の当該連結部側の端部よりも小径に形成されている、偏心揺動型歯車装置。
2. 前記各内歯ピンは、前記クランク軸の回転時に前記第１噛合部と前記第２噛合部のうち少なくとも一方に前記外歯歯車が常に噛み合った状態にある、請求項１に記載の偏心揺動型歯車装置。
3. 前記各外歯歯車は、対応する前記各噛合部に噛み合う外歯を有し、その外歯は、クラウニング加工されて当該外歯歯車の軸方向における両端部の歯面が中間部の歯面よりも径方向内側に位置する形状を有する、請求項１または２に記載の偏心揺動型歯車装置。
4. 前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車との間に設けられ、前記クランク軸の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸と一体的に回転する伝達歯車を備え、
   前記連結部は、その周りの空間に前記伝達歯車の外周端を受け入れ可能な軸方向の長さを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。
5. 前記各外歯歯車の外歯は、前記各外歯歯車の揺動回転時においてその先端面が対応する前記各噛合部から離間するように先端部が切除された歯先部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。
   

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